溫濕度對等離子體處理后超高模量聚乙烯老化的影響.pdf

1、常壓等離子體處理后纖維的老化對其儲存及生產(chǎn)都有很大的影響。目前國內(nèi)關(guān)于此方面的研究還很少。本文選擇超高模量聚乙烯這作為模型來研究常壓等離子體處理后，纖維的老化過程。超高模量聚乙烯纖維是一種新型高性能纖維，具有高強(qiáng)力、高模量、低密度等特性，越來越多的被應(yīng)用在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，尤其是抗沖擊材料中。但由于其化學(xué)惰性及低的表面能，致使超高模量聚乙烯纖維與聚合物基體間界面結(jié)合力低，因此必須對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，才能使其在所制得的?fù)合材料中發(fā)揮高

2、強(qiáng)高模的優(yōu)點(diǎn)。本文通過在常壓等離子體處理后0天、7天、15天和30天時，測試超高模量聚乙烯纖維的表面化學(xué)組成，表面吸濕性，層間剪切力以及單纖強(qiáng)力來研究超高模量聚乙烯的老化。并通過改變儲存環(huán)境的溫濕度，來研究外界環(huán)境對常壓等離子體處理后纖維老化的影響。超高模量聚乙烯纖維經(jīng)等離子體處理后，被置于相對濕度為0％，溫度分別為—80℃，、20℃和80℃的環(huán)境中，以及溫度為20℃，相對濕度分別為0％，65％和100％的環(huán)境中儲存，隔絕外界空氣，以減

3、少空氣中灰塵對纖維表面性能的影響。經(jīng)等離子體處理后，掃描電鏡測試結(jié)果顯示超高模量聚乙烯纖維表面變得相對粗糙，XPS測試顯示超高模量聚乙烯纖維表面的化學(xué)組成改變，氧元素含量增大(尤其是—OH)，接觸角測試顯示超高模量聚乙烯纖維表面親水性提高，粘結(jié)性測試顯示超高模量聚乙烯纖維層間剪切力增大，纖維強(qiáng)力測試顯示超高模量聚乙烯纖維的單纖強(qiáng)力降低。老化過程中，超高模量聚乙烯纖維的表面化學(xué)組成向相反方向變化，氧元素含量降低，親水性降低，粘結(jié)性降低，單

4、纖強(qiáng)力變化不大。但30天后，在不同環(huán)境中老化的試樣，親水性、粘結(jié)性及表面化學(xué)組成各自達(dá)到一個相近水平，接近并略優(yōu)于未處理樣。在30天的老化過程中，溫濕度對等離子體處理后超高模量聚乙烯的老化都有很大影響。隨著環(huán)境溫度的升高，纖維層間剪切力降低的速度增大，接觸角增大的速度加快，纖維單纖強(qiáng)力降低。隨著相對濕度的升高，纖維層間剪切力降低的速度減慢，接觸角增大的速度也減慢，濕度對單纖強(qiáng)力基本無影響。纖維老化15天時對纖維表面化學(xué)組成進(jìn)行研究表明，