熱致液晶聚芳酯纖維（Thermotropic liquid crystal polyarylate fiber,簡(jiǎn)稱TLCPAR纖維）具有高強(qiáng)高模、耐濕熱性和耐化學(xué)藥品性好等優(yōu)異性能,故在航空、軍事、體育等領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值。但由于TLCPAR纖維表面化學(xué)活性基團(tuán)少,表面自由能低,與樹脂基體間相互作用較弱,從而導(dǎo)致其纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度較差,因此必須采取有效的改性措施對(duì)TLCPAR纖維進(jìn)行表面處理。而等離子體處理可以在材料表面引入特定的元素、不產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì);硅烷偶聯(lián)劑既能與纖維上的羥基反應(yīng),也能與環(huán)氧樹脂反應(yīng);因此本文主要運(yùn)用等離子體、硅烷偶聯(lián)劑以及等離子體輔助硅烷偶聯(lián)劑等這三種方法處理纖維,并對(duì)改性前后纖維與環(huán)氧樹脂的界面粘結(jié)性能進(jìn)行了研究。本文首先采用氧氣低溫等離子體處理儀對(duì)TLCPAR纖維表面進(jìn)行處理,并運(yùn)用掃描電子顯微鏡、單絲強(qiáng)伸度儀、全自動(dòng)視頻微觀接觸角測(cè)量?jī)x以及微球脫粘儀等測(cè)試手段來(lái)分析并討論等離子體對(duì)TLCPAR纖維表面形貌、力學(xué)性能、浸潤(rùn)性、TLCPAR纖維與環(huán)氧樹脂基體間的界面粘結(jié)性能等性質(zhì)的變化規(guī)律,并利用EDS能譜儀進(jìn)一步研究氧氣等離子體... 

【文章來(lái)源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

微球脫粘示意圖

熱致液晶聚芳酯纖維的表面改性及其與環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面粘結(jié)性能的研究142.3結(jié)果與討論2.3.1氧氣等離子體處理功率對(duì)纖維表面及其復(fù)合材料界面粘結(jié)性能的影響2.3.1.1氧氣等離子體處理功率對(duì)纖維表面形貌的影響（a）未處理（b）100w（c）200w（d）300w圖2-2TLCPAR纖維表面經(jīng)不同功率氧氣等離子體處理后的SEM圖（10min）Figure2-2SEMimageofTLCPARfibersurfacetreatedwithdifferentpoweroxygenplasma（10min）TLCPAR纖維的表面物理形態(tài)影響TLCAR纖維與環(huán)氧樹脂的界面粘結(jié)強(qiáng)度。采用Quanta250型掃描電子顯微鏡分析經(jīng)未經(jīng)處理和不同功率參數(shù)處理的TLCPAR纖維表面形貌圖，如圖2-2所示。由圖2-2發(fā)現(xiàn)，在處理時(shí)間為10min的條件下，隨著氧氣等離子體處理功率逐漸增加，纖維表面突起和刻蝕凹坑越來(lái)越多，它的表面形貌也越來(lái)越復(fù)雜。TLCPAR纖維（（圖2-2（a））表面是光滑的；如圖2-2（b）所示，處理功率為100w時(shí)，TLCPAR纖維表面出現(xiàn)了微小的溝槽和突起物，其表面粗糙度開始增加，比表面積增大；當(dāng)處理功率為200w時(shí)（圖2-2（c）），表面出現(xiàn)明顯的刻蝕裂紋，同時(shí)出現(xiàn)許多突起物；當(dāng)進(jìn)一步增加功率至300w時(shí)，TLCPAR纖維表面出現(xiàn)了很深的溝壑形貌，能觀察到很大的凹槽，這可能是由于在高等離子體處理功率下，TLCPAR纖維表面會(huì)產(chǎn)生更多具有高能量和熱效應(yīng)的活性粒子，導(dǎo)致TLCPAR纖維表面燒蝕，從而損傷到纖維的本體

熱致液晶聚芳酯纖維的表面改性及其與環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面粘結(jié)性能的研究142.3結(jié)果與討論2.3.1氧氣等離子體處理功率對(duì)纖維表面及其復(fù)合材料界面粘結(jié)性能的影響2.3.1.1氧氣等離子體處理功率對(duì)纖維表面形貌的影響（a）未處理（b）100w（c）200w（d）300w圖2-2TLCPAR纖維表面經(jīng)不同功率氧氣等離子體處理后的SEM圖（10min）Figure2-2SEMimageofTLCPARfibersurfacetreatedwithdifferentpoweroxygenplasma（10min）TLCPAR纖維的表面物理形態(tài)影響TLCAR纖維與環(huán)氧樹脂的界面粘結(jié)強(qiáng)度。采用Quanta250型掃描電子顯微鏡分析經(jīng)未經(jīng)處理和不同功率參數(shù)處理的TLCPAR纖維表面形貌圖，如圖2-2所示。由圖2-2發(fā)現(xiàn)，在處理時(shí)間為10min的條件下，隨著氧氣等離子體處理功率逐漸增加，纖維表面突起和刻蝕凹坑越來(lái)越多，它的表面形貌也越來(lái)越復(fù)雜。TLCPAR纖維（（圖2-2（a））表面是光滑的；如圖2-2（b）所示，處理功率為100w時(shí)，TLCPAR纖維表面出現(xiàn)了微小的溝槽和突起物，其表面粗糙度開始增加，比表面積增大；當(dāng)處理功率為200w時(shí)（圖2-2（c）），表面出現(xiàn)明顯的刻蝕裂紋，同時(shí)出現(xiàn)許多突起物；當(dāng)進(jìn)一步增加功率至300w時(shí)，TLCPAR纖維表面出現(xiàn)了很深的溝壑形貌，能觀察到很大的凹槽，這可能是由于在高等離子體處理功率下，TLCPAR纖維表面會(huì)產(chǎn)生更多具有高能量和熱效應(yīng)的活性粒子，導(dǎo)致TLCPAR纖維表面燒蝕，從而損傷到纖維的本體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]優(yōu)勢(shì)互補(bǔ) 一加一大于二的智慧——先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料發(fā)展與應(yīng)用分論壇側(cè)記[J]. 王耀宗.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2019(10)
[2]N,N-二甲基乙酰胺/氯化鈣體系對(duì)熱致液晶聚芳酯纖維結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 劉冰倩,盛丹,潘恒,曹根陽(yáng).  紡織學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]近年硅烷偶聯(lián)劑在聚合物改性中的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 王雅珍,張雪澤,狄語(yǔ)韜.  化工新型材料. 2018(11)
[4]PBO纖維的開發(fā)及應(yīng)用[J]. 史紀(jì)友,李磊,繆金根,王賀團(tuán),沈志剛.  合成纖維工業(yè). 2017(03)
[5]熱致液晶聚芳酯Vectran纖維的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 王樺,陳麗萍,覃俊,岳海生,陳佳月.  合成纖維. 2016(12)
[6]先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)[J]. 邢麗英,包建文,禮嵩明,陳祥寶.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(07)
[7]高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 雷瑞,鄭化安,付東升.  合成纖維. 2014(07)
[8]乙酸酐改性對(duì)芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料的影響[J]. 季家友,夏寧,蘇奇,祝云,沈凡,徐慢.  武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[9]對(duì)位芳綸纖維的表面改性研究進(jìn)展及展望[J]. 童鵬威,魯圣軍,張敏,羅筑.  化工新型材料. 2014(05)
[10]Co（60）γ射線輻照對(duì)Kevlar織物性能影響研究[J]. 李茂銀,喬遷,李桂娟,吳瓊,周恩樂.  化工新型材料. 2013(12)

博士論文
[1]芳綸Ⅲ表面改性及其與環(huán)氧復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 季家友.武漢理工大學(xué) 2012
[2]空氣DBD等離子體對(duì)芳綸表面及其增強(qiáng)復(fù)合材料界面的改性研究[D]. 賈彩霞.大連理工大學(xué) 2012
[3]氧氣等離子體改性對(duì)PBO纖維表面及PBO/PPESK復(fù)合材料界面的影響[D]. 張承雙.大連理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]芳綸纖維表面改性及其與橡膠黏合性能的研究[D]. 羅鵬.青島科技大學(xué) 2018
[2]芳綸改性及其增強(qiáng)天然橡膠復(fù)合材料的性能研究[D]. 戴駿.貴州大學(xué) 2017
[3]超高分子量聚乙烯纖維的表面改性及其復(fù)合材料性能研究[D]. 胡俊成.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[4]PPTA纖維表面改性及其性能研究[D]. 崔麗麗.東華大學(xué) 2016
[5]PBO纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及其性能的研究[D]. 梁寧納.東華大學(xué) 2015
[6]PBO纖維表面改性提高纖維抗紫外性能的研究[D]. 霍倩.西安工程大學(xué) 2015
[7]含磷阻燃熱致液晶聚芳酯的合成與性能研究[D]. 王江偉.東華大學(xué) 2015
[8]氨氣等離子體處理對(duì)芳綸纖維表面及芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料界面性能的影響[D]. 李鉉喆.東華大學(xué) 2013
[9]PBO纖維表面等離子體改性及PBO/BMI復(fù)合材料界面粘結(jié)性能的研究[D]. 陳明新.大連理工大學(xué) 2012
[10]常壓DBD等離子體改善Armos纖維與熱塑性樹脂的粘結(jié)性能[D]. 鄒川玲.大連理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3598748