PBO纖維等離子體改性及復合材料界面性能的研究.pdf

1、復合材料的界面是極為重要的微結構，作為增強材料與基體的連接橋梁和外加載荷從基體向增強材料傳遞的紐帶，界面的組成、性能、結合方式以及界面結合強度對復合材料的力學性能和破壞行為有重大影響。通過控制界面層結構來調(diào)整界面性能以適應不同環(huán)境的需要是纖維增強聚合物基復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與工程領域中一個十分活躍的分支。 本文對復合材料界面改性的設計思想是針對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械嵌合作用，來提高復合材料的界面粘結強度，并對改性前后PBO纖維增強聚芳醚砜酮（PPESK）樹脂基復合材料的界面性能進行分析研究。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復合材料預浸料，并在高溫下采用模壓成型工藝將預浸料制作成復合材料單向板。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PPESK樹脂基復合材料界面粘結性能的影響。 通過分析ILSS