常見的碳纖維表面改性方法主要有表面氧化處理、表面涂層處理、高能光照射、超臨界流體表面接枝、等離子表面改性等。其中,碳纖維表面改性電化學(xué)氧化法因其連續(xù)生產(chǎn)的特點和工藝條件易于控制,已在工業(yè)領(lǐng)域投入實際應(yīng)用。但是,它仍然需要大量的化學(xué)試劑、大量的能源以及大量的廢水和液體。此外,在高彈性碳纖維的情況下,難以氧化,因此延長了加工時間。相比之下,等離子表面改性技術(shù)具有清潔、環(huán)保、省時、高(效率)等優(yōu)點,是目前工程應(yīng)用的前景。
常見的碳纖維表面改性方法主要包括表面氧化處理、表 面涂層處理、高能射線輻照、超臨界流體表面接 枝和等離子體表面改性等。其中,碳纖維表面改性增大分散性由于電化學(xué)氧化法具有生產(chǎn)連續(xù)、處理條件易控等特點,已在工業(yè)領(lǐng)域中得到實際應(yīng)用。但其仍需要使用大量的化學(xué)試劑、消耗大量的能源并產(chǎn)生大量的廢水廢液,且對于高模量碳纖維,由于氧化困難,需延長處理時間。
目前用于碳纖維表面改性的方法主要有氧化處理、涂層處理、等離子體處理、化學(xué)氣相沉積處理、表面接枝處理和臨界流體處理。 2.1氣相氧化處理 氧化處理是改善和調(diào)控碳纖維表面特性的一個重要途徑。通過氧化處理,碳纖維表面改性增大分散性可以使纖維表面產(chǎn)生羧基、羥基、羰基等含氧基團,使纖維與樹脂基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成界面結(jié)合,但是此方法也會破壞碳纖維的結(jié)構(gòu),影響其理化性能,所以在氧化處理時要注意控制氧化時間。
1.3 碳纖維的特性 碳纖維具有密度低、重量輕、導(dǎo)電率高、無磁性、阻隔電磁波、透X射線性好等特點。近年來,碳纖維表面改性由于碳纖維成本的降低和復(fù)合材料制造技術(shù)的提高,成為電磁屏蔽復(fù)合材料的研究熱點。碳纖維的化學(xué)成分含有C、N、O、H等元素及微量金屬雜質(zhì),表面化學(xué)成分為C、O、H,以及酮基、羰基等極性反應(yīng)基團。還。
碳纖維表面改性增大分散性
(3)硬盤塑料件 為保證硬盤的質(zhì)量,硬盤制造商對內(nèi)部塑料件進行了各種處理,在粘接之前采用了多種處理方法,采用了等離子機處理技術(shù),可以有效地清除塑料零件表面的油污,提高其表面活性,即可以增強硬碟零件的粘接效果。。等離子氧化和等離子表面處理技術(shù): 目前僅需數(shù)秒就可以控制碳纖維外觀性狀的等離子表面處理技術(shù)已經(jīng)成功開發(fā)。
碳纖維作為一種重要的纖維材料,由于其高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于航空、航天、兵器等國防領(lǐng)域,以及交通、生物醫(yī)藥等高新技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域。但由于碳纖維是由層狀石墨微晶與其他有機(機械)纖維沿纖維軸向疊加而成的微晶石墨材料,其表面為非極性高晶石墨層狀結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出較高的化學(xué)慣性,導(dǎo)致表面界面性能較差,影響后續(xù)復(fù)合材料的綜合性能。碳纖維在特殊工作條件下的應(yīng)用受到了極大的限制。
3 等離子清洗機表面處理原理和特點等離子清洗機通過將導(dǎo)電氣體電離形成等離子體,等離子體中所含的活性粒子會與ABS、PC、碳纖維復(fù)合材料等頭盔外殼材料表面進行反應(yīng),可以將材料表面的長分子鏈打斷,并且在表面形成高能基團,另外,經(jīng)粒子的物理轟擊之后,頭盔外殼形成肉眼難見的微粗糙的表面,使材料表面自由能提高,改善印刷性能。
但綜合考慮碳纖維材料是由塊狀石墨微晶等有機纖維沿纖維徑向堆積而成的微晶石墨材料,其表層為非極性高結(jié)晶石墨片層結(jié)構(gòu),化學(xué)慣性高,導(dǎo)致其表層特性差,影響后續(xù)復(fù)合材料的綜合性能,極大地限制了碳纖維材料在特殊工況下的應(yīng)用。目前,碳纖維材料表層改性已成為碳纖維材料生產(chǎn)制備過程中不可缺少的非常重要過程。日本東麗、日本三菱麗陽、德國西格里等碳纖維材料生產(chǎn)企業(yè)已將表層改性效果作為評價碳纖維材料質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
碳纖維表面改性增大分散性
等離子表面處理機在清洗原料表面的同時引入各種活性官能團,碳纖維表面改性提高表面粗糙度,增加纖維表面的自由能,合理化樹脂與纖維的結(jié)合效果??梢愿倪M和改進的高分子材料。 pbo纖維增強聚芳醚酮酮樹脂用溶液和等離子表面處理機洗滌pbo纖維后的層間剪切強度比較表明,兩種處理方法在兩種處理工藝下都改善了界面性能。效果更重要。碳纖維材料、pbo纖維等連續(xù)纖維具有質(zhì)輕、強度高、熱穩(wěn)定性好、性能優(yōu)良等優(yōu)良性能。
但由于碳纖維是由鱗片石墨晶體構(gòu)成的有機纖維,碳纖維表面改性增大分散性如沿纖維軸向傾斜而形成的微晶墨材料,其外觀是非極性鱗片石墨層結(jié)構(gòu)的高度結(jié)晶,呈現(xiàn)出較高的化學(xué)惰性,進而導(dǎo)致其表界面功能較差,影響后續(xù)復(fù)合材料的整體功能,纖維在特殊條件下的應(yīng)用受到了極大的限制。目前,碳纖維表面改性已成為碳纖維生產(chǎn)制備中不可或缺的重要工藝。