【摘 要】
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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
【机 构】
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东华大学纺织科技创新中心 上海201620;东华大学理学院,上海201620;东华大学纺织行业先进等离子体技术与应用重点实验室,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620
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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.
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