常壓氧氣DBD等離子體對PBO纖維及PBO-BMI復合材料界面性能的影響.pdf

1、PBO是聚對苯撐苯并二噁唑的簡稱，由其制成的纖維具有低密度、高強度、高模量等優(yōu)點，廣泛應用于纖維增強樹脂基復合材料中，被譽為21世紀超級纖維。雙馬來酰亞胺(BMI)樹脂是一種廣泛應用于航空航天等領(lǐng)域的新型耐高溫的熱固性樹脂。由于PBO纖維表面光滑，表面化學活性低，缺少活性基團，導致PBO/BMI復合材料界面粘結(jié)性差，嚴重影響PBO/BMI復合材料的綜合性能。針對這個問題，很有必要對PBO纖維進行改性。
　　本論文采用常壓氧氣DBD

2、等離子體對PBO纖維表面進行改性處理，利用溶液預浸漬濕法纏繞技術(shù)和高溫模壓成型工藝制備PBO/BMI復合材料。采用X-射線光電子能譜(XPS)測試PBO纖維表面元素組成、化學結(jié)構(gòu);原子力顯微鏡(AFM)計算PBO纖維表面的粗糙度;掃描電子顯微鏡(SEM)觀察PBO纖維表面形貌;萬能材料試驗機測試PBO/BMI復合材料的層間剪切強度(ILSS);測試吸水率反映界面粘結(jié)性的情況;
　　本論文首先考察了放電時間和放電功率密度對PBO纖維

3、表面及PBO/BMI復合材料性能的影響。經(jīng)氧氣DBD等離子體處理后，PBO纖維表面氧元素含量增加，碳元素含量減少，并引入了新的含氧基團(-O-C=O)。同時氧氣DBD等離子體對PBO纖維表面具有明顯的刻蝕作用。當?shù)入x子體放電時間為24s，放電功率密度為30W/cm3時，纖維表面極性官能團-O-C=O、-C-O-、-C-O-含量分別達到5.04％、14.61％、22.02％;粗糙度由192.4nm增大到291.7nm;層間剪切強度由43.

4、9MPa增大到62MPa，吸水率由1.96％下降到了1.53％。從而得出:放電時間24s，放電功率密度30W/cm3時，為最佳處理工藝。
　　其次考察了氧氣DBD等離子體處理PBO纖維后的時效性對纖維表面及PBO/BMI復合材料性能的影響。將處理的纖維放置空氣中10天過程中，纖維表面的氧元素含量、極性基團含量迅速降低，層間剪切強度由62MPa減小到了52MPa左右，吸水率由1.53％上升到了1.90％左右。但在10天以后，隨著放置