碳纖維低溫等離子表面處理技術(shù)

碳纖維具有高模量、高強(qiáng)度和優(yōu)良的耐熱性, 與高聚物復(fù)合可得到力學(xué)性能極為優(yōu)異的復(fù)合材料, 被廣泛應(yīng)用于航空、航天、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域。未經(jīng)過表面處理的碳纖維與高聚物的界面結(jié)合較差, 達(dá)不到碳纖維復(fù)合材料的使用要求, 導(dǎo)致碳纖維的優(yōu)越性能得不到有效利用。因此, 在使用碳纖維制備碳纖維復(fù)合材料時(shí), 必須對碳纖維進(jìn)行表面處理, 提高碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。

碳纖維表面處理的方法很多, 其中低溫等離子表面處理是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一種新的材料表面處理技術(shù)。等離子表面處理是一種干式工藝, 具有節(jié)能、無公害、處理時(shí)間短、效率高以及能滿足環(huán)境保護(hù)要求等優(yōu)點(diǎn)。與放射線處理、電子束處理等其他干式工藝相比, 等離子表面處理的獨(dú)特之處在于其作用深度僅涉及距離材料表面幾納米到幾百納米范圍, 只改變材料表面的物理和化學(xué)特性, 材料本身物理、化學(xué)特性不發(fā)生改變。這些優(yōu)點(diǎn)使得低溫等離子體技術(shù)成為改善復(fù)合材料界面結(jié)合效果的一種重要手段。

低溫等離子表面處理技術(shù)對碳纖維表面處理的效果明顯, 在碳纖維表面形成極性官能團(tuán)的效果與陽極氧化法碳纖維表面處理的效果相當(dāng), 低溫等離子體對碳纖維表面的刻蝕效應(yīng)比陽極氧化法碳纖維表面處理的效果明顯。