常压空气等离子体对连续纤维的在线改性

贾彩霞¹，陈平^1,2，王乾²，王静¹，任荣¹

1. 沈阳航空航天大学辽宁省先进聚合物基复合材料制备技术重点实验室2. 大连理工大学化工学院三束材料改性教育部重点实验室

摘 要：采用常压空气介质阻挡放电（DBD）等离子体技术,分别对PBO、Armos和Twaron 3种高性能连续纤维进行了在线改性处理。使用X-射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、单丝拉伸强度（SFTS）和层间剪切强度（ILSS）等手段对比分析了纤维化学组成、物理形貌与粗糙度、拉伸性能以及纤维增强复合材料界面粘结性能的变化。结果表明:DBD改性后3种纤维表面的氧、氮元素含量以及粗糙程度均增加,其增强的复合材料ILSS分别提高了18.6%,10.2%和24.8%。但是3种纤维的表面氧、氮含量增加程度以及受刻蚀程度却有显著的差异。这可能与纤维的分子构成和耐热性能有一定的关系,综合影响了DBD对复合材料界面粘结性能的改善。同时,在纤维表面及其复合材料界面性能明显改善的等离子体处理条件下,纤维的SFTS没有明显的下降。

关键词：有机高分子材料;在线改性;常压空气等离子体;表面;界面;