PBO纖維等離子體改性及復(fù)合材料界面性能的研究.pdf

1、復(fù)合材料的界面是極為重要的微結(jié)構(gòu)，作為增強(qiáng)材料與基體的連接橋梁和外加載荷從基體向增強(qiáng)材料傳遞的紐帶，界面的組成、性能、結(jié)合方式以及界面結(jié)合強(qiáng)度對復(fù)合材料的力學(xué)性能和破壞行為有重大影響。通過控制界面層結(jié)構(gòu)來調(diào)整界面性能以適應(yīng)不同環(huán)境的需要是纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的研究目的之一，而對其界面性能的研究一直是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域中一個十分活躍的分支。 本文對復(fù)合材料界面改性的設(shè)計(jì)思想是針對PBO纖維的表面惰性，利用氧氣等離子體對PBO纖

2、維的表面進(jìn)行改性處理，以此改變纖維的浸潤性能、纖維與樹脂間的鍵合及纖維與樹脂間的機(jī)械嵌合作用，來提高復(fù)合材料的界面粘結(jié)強(qiáng)度，并對改性前后PBO纖維增強(qiáng)聚芳醚砜酮（PPESK）樹脂基復(fù)合材料的界面性能進(jìn)行分析研究。具體工作如下：采用射頻感性耦合等離子體（ICP）在氧氣氛圍中處理PBO纖維：（1）在處理功率為200W的條件下對PBO纖維分別進(jìn)行5，10，15，20和25min的處理；（2）在功率為100，200，300和400W條件下各處理

3、PBO纖維15min。利用濕法纏繞成型工藝制作PBO纖維/PPESK復(fù)合材料預(yù)浸料，并在高溫下采用模壓成型工藝將預(yù)浸料制作成復(fù)合材料單向板。采用XPS、AFM和DCAA表征了氧氣等離子體處理前后PBO纖維表面元素組成和極性基團(tuán)的變化，表面形貌和表面粗糙度以及表面自由能的變化。采用層間剪切強(qiáng)度（ILSS）測試、吸水率測試和SEM分析研究了氧氣等離子體處理對PBO纖維增強(qiáng)PPESK樹脂基復(fù)合材料界面粘結(jié)性能的影響。 通過分析ILSS