基于常压协同射流等离子体改性国产高强中模碳纤维表面的研究

• 作者: 蔡超迁 韩乾翰 黄壮 阳泽濠 张辉 石建军 郭颖 俞建勇
• 来源期刊: 纺织科学与工程学报
• 关键词: 碳纤维 等离子体处理 表面改性 浸润性能 界面性能
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 纤维与材料工程|Fiber and Material Engineering
• 页码范围: 29-34
• 页数: 6页
• 分类号: TS102.4+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2096-5184.2021.02.007

摘要

国产高强中模碳纤维性能优异,但其表面活性低,与树脂基体的结合能力较差.为了改善国产高强中模碳纤维表面活性,提高其与环氧树脂的界面性能,采用常压脉冲放电与射频放电协同的射流等离子体放电形式,对碳纤维表面进行改性处理,并系统研究了改性前后碳纤维的表面形貌、单丝强度、与环氧树脂的接触角、表面O/C比、含氧活性基团含量、复合材料层间剪切强度(ILSS)等参量.结果发现:等离子体处理3次时(约为120 s)碳纤维表面性能最佳,与原样相比,其接触角降低了21.3％,O/C比提升了53.3％,C1s峰上的C-O和COOH含量分别提高了95.61％与179.37％,复合材料的层间剪切强度提高了64.49％,说明其界面性能得到了大幅度提升.此外,常压协同射流等离子处理对纤维本体未造成明显损伤,且一定程度上起到修复纤维表面疵点的作用,增加了表面粗糙度,有效提高了碳纤维对树脂的浸润性能.