常压空气等离子体对连续纤维的在线改性*

采用常压空气介质阻挡放电(DBD)等离子体技术, 分别对PBO、Armos和Twaron 3种高性能连续纤维进行了在线改性处理。使用X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、单丝拉伸强度(SFTS)和层间剪切强度(ILSS)等手段对比分析了纤维化学组成、物理形貌与粗糙度、拉伸性能以及纤维增强复合材料界面粘结性能的变化。结果表明: DBD改性后3种纤维表面的氧、氮元素含量以及粗糙程度均增加, 其增强的复合材料ILSS分别提高了18.6%, 10.2%和24.8%。但是3种纤维的表面氧、氮含量增加程度以及受刻蚀程度却有显著的差异。这可能与纤维的分子构成和耐热性能有一定的关系, 综合影响了DBD对复合材料界面粘结性能的改善。同时, 在纤维表面及其复合材料界面性能明显改善的等离子体处理条件下, 纤维的SFTS没有明显的下降