常壓等離子體處理三維芳綸機織物的滲透深度和其復合材料機械性能的研究.pdf

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

2、，較處理纖維或者紗線更具有優(yōu)勢。因為紗線在被紡制成增強體織物之前可能會經歷長時間的存儲，隨后才被基體浸潤形成復合材料。由于等離子體處理作用的老化效應，等到紗線被最終固著在復合材料內時，等離子體處理的效用可能會大大減弱。同時，處理預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成形體的深度決定了等離子體處理的效力。對于等離子體處理深度的探索目前僅限于二維簡單織物，但是

3、對于等離子體處理復雜結構的預成形體，如三維機織物，卻鮮有報道。然而三維機織復合材料憑借其優(yōu)良的耐損傷性和抗層間分離能力在工業(yè)中的應用日趨頻繁。因此，對于等離子直接處理預成形體技術能否應用于三維機織復合造材料，等離子體對三維機織物的滲透深度是多少，處理后復合材料機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，分別對芳綸三維機織正交復合材料表面進行單面和雙面處理，以研究等離子體處理在織物中的滲透

4、深度和對最終復合材料機械性能的影響。對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)、動態(tài)接觸角和抽拔測試，研究織物中不同層的纖維的性能變化，包括:表面形態(tài)、化學組分、親水性以及和樹脂的粘結性能。同時，對于雙面處理的三維織物，制成復合材料，并通過彎曲測試，研究其彎曲性能的變化。實驗結果顯示:處于織物最外層的纖維，其表面粗糙度、化學鍵、親水性和粘結性都有明顯的增加，對于內層纖維處理效果減弱。在織物第三層處的