木結霜強用玻璃鋼的空氣低溫等離子體處理研究.pdf

1、等離子體處理的顯著特點是在不影響整體性能的前提下增強材料表面的化學和物理活性,它已經(jīng)成為改善復合材料界面膠接的重要技術之一。本文采用一種常壓空氣低溫等離子體處理方法對兩種聚酯玻璃鋼進行表面改性,以改善玻璃鋼的表面潤濕性,增強其與木材的膠接強度,主要研究了空氣等離子體處理對玻璃鋼表面的改性作用、玻璃鋼的表面潤濕性變化、空氣等離子體處理的時效性及玻璃鋼與木材的界面粘接強度等內容。
　　 利用SEM、AFM、FTIR、XPS等分析技術

2、,表征了空氣等離子體處理前后玻璃鋼的表面形貌、表面化學成分及結構。SEM和AFM分析結果表明:經(jīng)空氣等離子體處理后,玻璃鋼表面變得凹凸不平,表面粗糙度增大；FTIR分析結果表明:空氣等離子體處理使玻璃鋼表面的C-H、C-C、C-O、O-C=O及苯環(huán)等化學結構含量發(fā)生了變化；XPS分析結果表明:經(jīng)空氣等離子體處理后,玻璃鋼表面的O元素含量增加,C-O、O-C=O等活性結構增多,證明了空氣等離子體對玻璃鋼表面產(chǎn)生了刻蝕、氧化作用。但由于缺乏

3、在線的檢測手段,其復雜的改性機理有待進一步深入研究。
　　 空氣等離子體能顯著提高玻璃鋼的表面自由能,且大大提高極性分量的比值,因而玻璃鋼的表面接觸角顯著減小,表面潤濕性得到改善。處理時間和處理功率對表面自由能的影響并不大,但隨著處理時間的延長或處理功率的增加呈緩慢增加的趨勢,接觸角則隨之逐漸減小。但處理時間過長或處理功率過大,表面自由能反而下降,表面接觸角增大。空氣等離子體的最佳處理時間和處理功率分別為60s和6.8D。

4、>　　 空氣等離子體處理能顯著提高木材與玻璃鋼的界面膠接質量,且隨著處理時間的延長或處理功率的增加,剪切強度逐漸增大,在60s或6.8D的處理條件下出現(xiàn)最大值。膠粘劑種類也對木材/玻璃鋼的界面剪切強度有一定的影響?？諝獾入x子體處理前,環(huán)氧樹脂和異氰酸酯粘接的木材/玻璃鋼I界面剪切強度分別為2.786MPa和3.194MPa,異氰酸酯粘接強度略高于環(huán)氧樹脂；空氣等離子體處理后,環(huán)氧樹脂和異氰酸酯粘接件的剪切強度分別提高了1.63～2.1

5、7倍和2.12～2.86倍,異氰酸酯粘接強度明顯優(yōu)于環(huán)氧樹脂,因而異氰酸酯更適于粘接空氣等離子體處理的玻璃鋼。不同的玻璃鋼基材,剪切強度的差別也較大,異氰酸酯粘接的木材/玻璃鋼Ⅱ界面剪切強度比木材/玻璃鋼Ⅰ約大3～4MPa。
　　 空氣等離子體處理具有時效性,被處理玻璃鋼表面接觸角會隨著放置時間的延長而增大,且處理效果越好的處理時間或處理功率的材料,時效性表現(xiàn)越明顯,玻璃鋼基材不同,時效性也存在一定的差異,在實際應用中,要根據(jù)實