常壓等離子體處理三維芳綸機(jī)織物的滲透深度和其復(fù)合材料機(jī)械性能的研究.pdf

1、等離子體處理，作為一種重要的材料改性技術(shù)，可以用于改性材料表面的物理和化學(xué)性質(zhì)，并且不影響材料的整體的性能。纖維與基體的粘結(jié)性事是決定纖維增強(qiáng)復(fù)合材料物理機(jī)械性能的關(guān)鍵。但是，大部分用于復(fù)合材料的纖維都不具備良好的與基體的粘結(jié)性。因此，等離子體處理技術(shù)就被廣泛用于各種增強(qiáng)體纖維的表面改性?？偟膩碚f，經(jīng)等離子體處理后的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由于纖維和基體間的粘結(jié)性提高了，其整體機(jī)械性能隨之提高。
　　 另外，直接處理復(fù)合材料的預(yù)成形體

2、，較處理纖維或者紗線更具有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榧喚€在被紡制成增強(qiáng)體織物之前可能會(huì)經(jīng)歷長時(shí)間的存儲(chǔ)，隨后才被基體浸潤形成復(fù)合材料。由于等離子體處理作用的老化效應(yīng)，等到紗線被最終固著在復(fù)合材料內(nèi)時(shí)，等離子體處理的效用可能會(huì)大大減弱。同時(shí)，處理預(yù)成形體可以減少等離子體的使用量，節(jié)約能源，降低成本。
　　 然而，在這種等離子體處理過程中，等離子體能夠滲透預(yù)成形體的深度決定了等離子體處理的效力。對(duì)于等離子體處理深度的探索目前僅限于二維簡(jiǎn)單織物，但是

3、對(duì)于等離子體處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的預(yù)成形體，如三維機(jī)織物，卻鮮有報(bào)道。然而三維機(jī)織復(fù)合材料憑借其優(yōu)良的耐損傷性和抗層間分離能力在工業(yè)中的應(yīng)用日趨頻繁。因此，對(duì)于等離子直接處理預(yù)成形體技術(shù)能否應(yīng)用于三維機(jī)織復(fù)合造材料，等離子體對(duì)三維機(jī)織物的滲透深度是多少，處理后復(fù)合材料機(jī)械性能的改變情況等問題的探索是非常有意義的。
　　 本論文研究利用空氣常壓等離子體，分別對(duì)芳綸三維機(jī)織正交復(fù)合材料表面進(jìn)行單面和雙面處理，以研究等離子體處理在織物中的滲透

4、深度和對(duì)最終復(fù)合材料機(jī)械性能的影響。對(duì)于單面處理的三維織物，通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)、動(dòng)態(tài)接觸角和抽拔測(cè)試，研究織物中不同層的纖維的性能變化，包括:表面形態(tài)、化學(xué)組分、親水性以及和樹脂的粘結(jié)性能。同時(shí)，對(duì)于雙面處理的三維織物，制成復(fù)合材料，并通過彎曲測(cè)試，研究其彎曲性能的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:處于織物最外層的纖維，其表面粗糙度、化學(xué)鍵、親水性和粘結(jié)性都有明顯的增加，對(duì)于內(nèi)層纖維處理效果減弱。在織物第三層處的