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等離子清洗機(jī)復(fù)合材料制造過程中的應(yīng)用

高性能連續(xù)纖維 (如碳纖維、芳綸纖維、PBO纖維等) 增強(qiáng)熱固性、熱塑性樹脂基復(fù)合材料具有質(zhì)輕高強(qiáng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn), 已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事等領(lǐng)域, 成為必不可少的材料。但是這些增強(qiáng)纖維通常存在表面光滑、化學(xué)活性低的缺點(diǎn), 使纖維與樹脂基體間不易建立物理錨合及化學(xué)鍵合等作用, 造成復(fù)合材料的界面結(jié)合力較差, 從而影響了復(fù)合材料的綜合性能。此外, 商業(yè)化的纖維材料表面會存在一層有機(jī)涂層以及微塵等污染物, 主要來源于纖維制備、上漿、運(yùn)輸及儲藏等過程, 會影響到復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能。因此, 纖維材料在增強(qiáng)樹脂基體制備復(fù)合材料之前, 需要采用等離子清洗機(jī)等處理手段對其表面進(jìn)行清洗、刻蝕, 去除有機(jī)涂層和污染物的同時(shí)在纖維表面引入極性或活性基團(tuán), 并形成一些活性中心, 可以進(jìn)一步引發(fā)接枝、交聯(lián)等反應(yīng), 利用清洗、刻蝕、活化、接枝、交聯(lián)等的綜合作用改善纖維表面的物理和化學(xué)狀態(tài), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)纖維與樹脂基體之間相互作用的目的。

經(jīng)等離子清洗機(jī)處理的材料主要是材料表面的粗糙度增加, 有助于提高材料表面的附著力;等離子體化學(xué)清洗過程中材料表面活化形成的自由基, 能夠進(jìn)一步加成特定的官能團(tuán), 如含氧、含氮官能團(tuán)等, 對改善材料的粘著性和潤濕性能起著明顯作用。因此, 對等離子體清洗類型的選擇主要取決于材料表面的原有特征、材料表面污染物的性質(zhì)以及后續(xù)處理工藝對材料表面的特性要求等。選擇合適的清洗工藝和參數(shù), 對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要。