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(diǎn)和工藝條件易于控制,已在工業(yè)領(lǐng)域投入實(shí)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(shí)間。相比之下,等離子表面改性技術(shù)具有清潔、環(huán)保、省時(shí)、高(效率)等優(yōu)點(diǎn),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?xiàng)l件易控等特點(diǎn),已在工業(yè)領(lǐng)域中得到實(shí)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(shí)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(gè)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(tuán),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(huì)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(shí)要注意控制氧化時(shí)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(diǎn)。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(diǎn)。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(tuán)。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(jìn)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)(機(jī)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(jī)表面處理原理和特點(diǎn)等離子清洗機(jī)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(huì)與ABS、PC、碳纖維復(fù)合材料等頭盔外殼材料表面進(jìn)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(tuán),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(jī)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(jià)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(jī)在清洗原料表面的同時(shí)引入各種活性官能團(tuán),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。可以改進(jìn)和改進(jìn)的高分子材料。 pbo纖維增強(qiáng)聚芳醚酮酮樹脂用溶液和等離子表面處理機(jī)洗滌pbo纖維后的層間剪切強(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(jìn)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。