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等离子体等处理纤维材料,可对其表面进行活化和刻蚀

日期:2023-02-21 15:25:40

等离子清洗技术在纤维领域的应用分析

高性能连续纤维(如碳纤维、芳纶纤维、PBO纤维等))增强热固性、热塑性树脂基复合材料具有重量轻、强度高、性能稳定等优点,已广泛应用于航空、航天、军事等领域,成为不可或缺的材料。但这些增强纤维通常表面光滑,化学活性较低,难以在纤维与树脂基体之间建立物理锚固和化学键合,导致复合材料界面粘结较差,影响复合材料的整体性能。此外,商用纤维材料表面会有一层有机涂层和细粉尘等污染物,主要来自纤维制备、灌浆、运输和储存过程,会影响复合材料的界面粘结性能。


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什么是等离子体,它属于物质的第四态,等离子体是物质的一种状态,也被称为物质的第四态,它不属于常见的固体、液体和气体三种状态。向气体施加足够的能量,使其电离成等离子体状态。等离子体的活性成分包括:离子、电子、原子、活性基团、激发态核素(亚稳态)、光子等。等离子清洗机利用这些有效成分的性质对样品表面进行处理,从而达到清洗和涂层的目的。

 

如,质量小、运动速度快的电子可以先到达材料表面,使其带负电荷,同时冲击材料表面,可促进吸附在表面的气体分子解吸或分解,也有利于引起化学反应。当材料表面带有负电荷时,带正电荷的离子会加速撞击,溅射会去除附着在表面的颗粒。血浆中自由基的存在对清洁有重要的影响。因为自由基容易与物体表面发生化学连锁反应,产生新的自由基或进一步分解,最终可能分解成挥发性小分子。紫外线具有很强的光能和穿透能力,可以通过材料表面产生几微米深的紫外线,破坏和分解附着在表面的物质的分子键。

 

因此,在增强树脂基体制备复合材料之前,纤维材料需要通过等离子体等处理手段对其表面进行清洁和刻蚀,去除有机涂层和污染物,在纤维表面引入极性或活性基团,形成一些活性中心,可以进一步引起接枝、交联等反应,利用清洁、刻蚀、活化、接枝、交联等综合作用,改善纤维表面的物理化学状态,从而达到增强纤维与树脂基体相互作用的目的。