一、PBO纤维表面等离子体接枝改性研究(论文文献综述)
陈怿咨,张承双,陈平[1](2021)在《用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性》文中认为用常压空气介质阻挡放电等离子体在PBO纤维表面接枝聚氨酯,研究了上浆剂对接枝反应的影响。对接枝改性后的PBO纤维的XPS分析结果表明,等离子体接枝聚氨酯改性使PBO纤维表面的化学组成发生了很大的变化。与DBD单独处理相比,接枝改性后的PBO纤维出现了更多的羧基,其提高值为64%~189%(不含上浆剂时)、102%~184%(含上浆剂时),为其与其它材料之间的化学键合提供了条件。接枝反应不受上浆剂的影响,等离子体接枝反应破坏了表面PBO分子的恶唑环。通过ATR-FTIR发现,带上浆剂的PBO纤维接枝前后恶唑环的特征峰没有变化,因此在近表面尺度的PBO分子没有破坏的依据;而在不含上浆剂的接枝改性PBO纤维上能检测到恶唑环的破坏,表明上浆剂能阻止等离子体对纤维近表面层的破坏。
汤佳铭[2](2021)在《氧化石墨烯/PBO纤维多尺度增强聚酰亚胺复合材料摩擦磨损性能研究》文中进行了进一步梳理汽车零件的质量好坏是决定汽车能否正常行驶的关键,球铰是汽车转向系统的重要零部件,对汽车转向的准确性和行驶安全性起到了重要作用。由于球铰长期在高温高压的恶劣环境下工作,球铰中球头销和球碗的配副会发生剧烈的摩擦作用,进而导致球铰结构磨损失效。聚合物自润滑复合材料具有强度高、自润滑性及耐磨性优异等特点,作为摩擦副材料应用在汽车球铰结构中,将对提高汽车转向系统的可靠性,降低汽车零件的使用与维护成本具有重要意义。球铰一般采用金属钢与聚甲醛塑料(POM)配合组成摩擦副的结构,但POM材料的耐高温性和耐磨性较差,在缺少润滑脂的条件下,零件容易出现过度磨损而发生失效,对汽车的驾驶安全造成严重危害。聚酰亚胺(PI)是一类耐高温的减摩耐磨材料,作为摩擦副材料已在多个工程领域得到了广泛应用,是一种替换POM的理想材料。为了减缓球铰结构的摩擦磨损,本文以PI树脂为基体材料,PBO纤维为增强相,通过镧盐改性剂(LSM)和GO对PBO纤维进行表面复合改性处理,制备了 La-GO-La-PBO多尺度增强体及其PI复合材料,研究了 La-GO-La-PBO/PI复合材料在干摩擦条件下的摩擦学行为,分析了 La-GO复合改性方法对复合材料摩擦学性能的影响。具体内容如下:(1)采用La-GO对PBO纤维进行表面复合改性处理,通过TEM分析,确定最佳改性工艺参数,制备了 La-GO-La-PBO多尺度增强体及其PI基复合材料。以GO直接物理吸附在纤维表面所形成的GO-PBO纤维为参照对象,制备GO-PBO/PI复合材料。通过力学性能测试以及试件断口形貌的SEM分析,研究La-GO复合改性对PI复合材料力学性能的影响。研究结果表明:与GO-PBO/PI复合材料相比,La-GO复合改性能有效地提高PI复合材料的力学性能,当GO质量分数为0.05wt%时,LSM浓度为0.3wt%,复合材料的力学性能最佳。(2)通过物理和化学方法对表面改性处理前后的PBO纤维进行表征分析,建立了 La-GO复合改性PBO纤维的结构模型,分析了 La-GO复合改性纤维表面的作用机理。研究结果表明:LSM中的镧离子成功引入到纤维表面,同时镧离子再与GO发生化学配位反应,将GO吸附到纤维表面,增加了 PBO纤维表面的粗糙度和活性官能团数量;PBO纤维与树脂基体复合时,纤维表面的镧离子和GO可以继续与PI树脂进行化学键合和机械铆合作用,增强了纤维在基体中的界面附着力,有效地提高了 La-GO-La-PBO/PI复合材料的力学性能。(3)在干摩擦环境下,研究了在不同法向载荷、滑动频率下La-GO复合改性对La-GO-La-PBO/PI复合材料摩擦学性能的影响。研究结果表明:复合材料的摩擦系数随着法向载荷和滑动频率的增大而减小,比磨损率呈上升趋势;与纯PI材料、GO-PBO/PI复合材料相比,La-GO-La-PBO/PI复合材料的摩擦系数和比磨损率最低;La-GO复合改性有助于摩擦表面间形成均匀致密的转移膜,有效地改善了摩擦副间的摩擦状态,提高了复合材料的摩擦学性能。本文对PBO纤维进行La-GO复合改性,通过对其进行物理化学表征,分析了表面改性作用机理;研究了 La-GO复合改性PBO纤维增强PI复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,获得具有优异力学性能和摩擦学性能的复合材料,为研发新型的车用摩擦副材料提供了试验数据和理论支撑。
陈怿咨[3](2021)在《等离子体接枝PBO纤维及其热固性树脂基复合材料性能》文中提出新材料产业是推动科技发展、经济增长和社会进步的重要组成部分,被列为我国新型战略产业之一。与传统金属或者陶瓷材料相比,先进聚合物基复合材料具有更高的比强度、比模量以及可设计性。聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维作为高性能先进复合材料的增强材料,在国防、航空航天领域得到广泛应用。然而,PBO纤维由于表面高结晶度呈现化学惰性,形成复合材料界面粘结性能较差。因此,对PBO纤维表面进行改性处理,改善PBO纤维增强复合材料界面粘结强度是国内外研究的焦点。本论文以提高PBO纤维增强热固性树脂基复合材料界面粘结强度为出发点,对PBO纤维进行接枝改性研究。研究内容分为三个方面:1)从分子结构设计角度,将柔性链脂肪链结合酰亚胺型聚氨酯,使聚氨酯与含有丰富碳碳单键、碳氧单键的环氧树脂(EP)相容,提高聚氨酯接枝PBO/EP复合材料界面粘结强度。将刚性的芳环结合多羧基酰亚胺型聚氨酯,使聚氨酯与含有大量刚性苯环结构的双马来酰亚胺(BMI)相容,且耐热温度与BMI树脂的固化温度相匹配,在BMI固化过程中聚氨酯能够存在于界面并提高PBO/BMI复合材料界面粘结强度。2)通过常压空气介质阻挡放电(DBD)等离子体将脂肪链酰亚胺型聚氨酯接枝到PBO纤维表面并将接枝纤维与EP树脂复合,研究上浆剂对接枝反应的影响。3)通过常压空气DBD等离子体将芳香族多羧基聚氨酯接枝到PBO纤维表面并将接枝纤维与BMI树脂复合,研究时效性对接枝反应的影响。合成了脂肪链酰亚胺型聚氨酯和芳香族多羧基型聚氨酯。通过傅里叶变换红外光谱图(FTIR)表征合成的产物:脂肪链酰亚胺型聚氨酯HDIE、HDITE、HMDIE、HMDITE、IPDIE、IPDITE主链中以氨酯结构为主且存在少量闭环酰亚胺;芳香族多羧基型聚氨酯TDIEC、TDIBC、TDIHC分子结构中均存在羧基及酰亚胺。使用空气常压DBD等离子体将脂肪链酰亚胺型聚氨酯成功接枝到国产PBO纤维表面。将改性流程与干法缠绕相结合,实现在线连续改性缠绕工艺。研究等离子体接枝脂肪链酰亚胺型聚氨酯对PBO纤维表面及PBO纤维增强环氧树脂复合材料的改性效果。通过X-射线光电子能谱(XPS)和全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)对去除上浆剂的PBO纤维(PBOs)的分析表明:PBOs纤维在引入接枝物后C、N、O元素含量占比与单独DBD处理时不一致,处理过后纤维表面羧基含量明显提高,接枝处理后PBOs纤维表面和近表面层分子中恶唑环发生破坏的现象明显。扫描电子显微镜(SEM)图像表明:接枝处理后接枝物的附着以及出现的刻蚀将有利于树脂对PBOs纤维表面浸润。改性后复合材料的破坏模式由界面剥离转变成部分内聚能破坏。接枝改性的PBOs/EP复合材料层间剪切强度(ILSS)提高范围在59.9%~76.7%,最高值为43.8MPa的IPDITEs样品。通过XPS和SEM分析带有上浆剂的PBO纤维接枝改性后结果与去除上浆剂的接枝PBOs纤维变化一致。而ATR-FTIR结果表明:接枝和破坏行为没有发生在检测所在近表面层,说明等离子体在处理过程中只影响到PBO纤维最外层表面及上浆剂部分,即接枝行为发生在纤维最外层部分。接枝改性的PBO/EP复合材料ILSS提高范围在65.7%~99.5%,最高值为48.0MPa的IPDITE样品。由此可见,直接对带有上浆剂的PBO纤维进行等离子体接枝脂肪链酰亚胺型聚氨酯能够有效提高PBO/EP复合材料界面粘结性能。研究等离子体接枝芳香族多羧基型聚氨酯对国产PBO纤维表面改性效果及对PBO增强双马来酰亚胺(BMI)树脂复合材料界面性能的影响。使用常压空气DBD等离子体将TDIEC、TDIBC和TDIHC成功接枝到国产PBO纤维表面。ILSS测试表明:接枝后PBO/BMI复合材料层间粘结性能均有提高,其中TDIEC接枝效果最好,ILSS值提高55.2%。分析TDIEC接枝液浓度对PBO纤维表面化学成分的影响,XPS数据表明:接枝过后PBO纤维表面O元素含量提高,羧基含量随接枝物浓度的增加先增加后减小,在5%vol时达到最高值。ATR-FTIR表明:PBO纤维表面分子恶唑环破坏现象明显。对TDIEC接枝PBO纤维进行时效性研究表明:接枝处理后纤维退化效应消失,ILSS值随时间变化基本保持不变,而DBD等离子体单独处理的PBO纤维高活性保持时间较短。SEM测试结果表明:接枝改性使PBO纤维表面不规则结构增加,复合材料破坏模式发生由层间剥离到部分内聚能破坏的转变。芳香族多羧基聚氨酯接枝改性PBO纤维能够提高PBO/BMI复合材料界面性能。
邵青[4](2021)在《基于光热效应的PBO纤维复合材料界面损伤修复及机制研究》文中认为在纤维增强复合材料中,界面即纤维和树脂基体间的界面区域,被认为是决定复合材料整体性能的关键因素。然而在复合材料的长期使用过程中,界面容易受到机械力、化学、热、紫外线辐射等刺激的影响,在结构内部形成裂纹或微裂纹,这些裂纹或微裂纹很难检测和修复,随着裂纹的不断扩展最终导致复合材料整体性能失效。赋予复合材料界面损伤修复性能作为一种延长复合材料使用寿命的新兴方法一直是各国科研工作者研究的热点。本论文针对热塑性树脂基复合材料界面损伤难以检测及精准修复的问题,以PBO纤维为研究对象,开展基于光热效应的PBO纤维复合材料界面损伤修复的构建及其机制的研究。采用表面涂覆方法,通过调控PBO纤维在氮化硼-聚多巴胺(BN-PDA)纳米片溶液中的浸渍时间和质量浓度,将光热转换剂BN-PDA纳米片均匀致密地负载在PBO纤维表面,得到表面具有光热转换性能的BN-PDA-PBO纤维。以热塑性聚氨酯(TPU)为树脂基体、BN-PDA-PBO纤维为增强体制备了TPU-BN-PDA-PBO单丝复合材料。采用单丝拔出测试评估PBO单丝复合材料的界面损伤光热修复性能。结果表明,在氙灯辐照下,TPU-BN-PDA-PBO单丝复合材料界面剪切强度光热修复效率为72.73%,而且在循环5个修复周期后界面光热修复效率仍然可以保持在70%。相比之下,没有负载BN-PDA纳米片的PBO单丝复合材料没有发生界面损伤修复。这是由于在光辐照下界面层的BN-PDA纳米片可以吸收光能并转换为热能,触使TPU-BN-PDA-PBO单丝复合材料界面损伤处的温度升高,当界面温度达到树脂基体Tg以上时,界面处树脂基体的分子链发生运动而实现界面损伤修复。由于Cu2S和Ag纳米粒子的耦合使纳米粒子在光辐照下局部表面等离子共振效应增强,所以Cu2S-Ag纳米粒子具有很强的协同光热转换能力。通过优化硝酸银的浓度、硫化亚铜种子溶液浓度、PBO纤维的质量浓度及反应时间等将Cu2S-Ag-PDA纳米粒子致密均匀地负载于PBO纤维的表面,得到表面具有光热转换性能的Cu2S-Ag-PDA-PBO纤维。同时,以聚氨酯为树脂基体、Cu2S-Ag-PDA-PBO纤维为增强体制备了TPU-Cu2S-Ag-PDA-PBO单丝复合材料。结果表明,在氙灯辐照下界面层的Cu2S-Ag-PDA纳米粒子可以高效率地吸收光能并将光能转换为热能,触使TPU-Cu2S-Ag-PDA-PBO单丝复合材料界面损伤处的树脂基体发生原位加热进而实现界面损伤修复。计算结果表明TPU-Cu2S-Ag-PDA-PBO单丝复合材料界面剪切强度光热修复效率可以达到80.97%,高于TPU-BN-PDA-PBO单丝复合材料。同时,在5个循环修复周期内,TPU-Cu2S-Ag-PDA-PBO单丝复合材料的修复效率可以维持在75%-81%。以BN-PDA-PBO、Cu2S-Ag-PDA-PBO、PBO@NH2-MIL-88B-Fe-GO纤维织物为增强体、聚氨酯为树脂基体,采用模压成型工艺制备了PBO纤维复合材料。通过优化反应时间、光热转换试剂与PBO纤维的质量浓度等调控光热转换剂Cu2S-Ag-PDA、BN-PDA、NH2-MIL-88B-Fe-GO在PBO纤维织物表面的负载效果。利用三点弯曲试验评估PBO模压纤维复合材料的界面损伤光热修复性能。结果表明,TPU-BN-PDA-PBO、TPU-Cu2S-Ag-PDA-PBO、TPU-PBO@NH2-MIL-88B-Fe-GO模压纤维复合材料的弯曲强度光热修复效率分别为55.2%、64.9%和67.1%,远高于TPU-PBO纤维复合材料。本论文所提出的基于光热效应实现PBO纤维复合材料界面损伤修复策略不仅仅局限于PBO纤维复合材料,在其他材料修复领域也具有广泛的应用前景。
李梦鸽[5](2020)在《热致液晶聚芳酯纤维的表面改性及其与环氧树脂复合材料界面粘结性能的研究》文中指出热致液晶聚芳酯纤维(Thermotropic liquid crystal polyarylate fiber,简称TLCPAR纤维)具有高强高模、耐湿热性和耐化学药品性好等优异性能,故在航空、军事、体育等领域具有广泛的潜在应用价值。但由于TLCPAR纤维表面化学活性基团少,表面自由能低,与树脂基体间相互作用较弱,从而导致其纤维/环氧树脂基复合材料的界面剪切强度较差,因此必须采取有效的改性措施对TLCPAR纤维进行表面处理。而等离子体处理可以在材料表面引入特定的元素、不产生化学物质;硅烷偶联剂既能与纤维上的羟基反应,也能与环氧树脂反应;因此本文主要运用等离子体、硅烷偶联剂以及等离子体辅助硅烷偶联剂等这三种方法处理纤维,并对改性前后纤维与环氧树脂的界面粘结性能进行了研究。本文首先采用氧气低温等离子体处理仪对TLCPAR纤维表面进行处理,并运用扫描电子显微镜、单丝强伸度仪、全自动视频微观接触角测量仪以及微球脱粘仪等测试手段来分析并讨论等离子体对TLCPAR纤维表面形貌、力学性能、浸润性、TLCPAR纤维与环氧树脂基体间的界面粘结性能等性质的变化规律,并利用EDS能谱仪进一步研究氧气等离子体处理下TLCPAR纤维表面元素成分。实验结果表明:经过氧气等离子体处理后,在短时间和低功率下,TLCPAR纤维表面出现明显的刻蚀裂纹,使纤维表面变粗糙,纤维的本体性能并未受到损伤,纤维的浸润性有所改善,由未处理的106.1°下降至78.4°,而TLCPAR纤维/环氧树脂基体的界面剪切强度提高了40%。另外,对等离子体的时效性进行了探究发现等离子体处理的效果会随着时间的延长而衰减,最后趋于稳定。第二部分探讨了硅烷偶联剂处理对TLCPAR纤维的表面结构和性能的影响。论文以硅烷偶联剂的质量分数、反应温度、反应时间三个变量,以TLCPAR纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度为指标,运用正交试验方法确定硅烷偶联剂KH-560最佳处理条件。实验结果表明:当硅烷偶联剂的质量分数为30%,反应温度30℃,处理时间10min为最佳处理条件,TLCPAR纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度由5.18MPa提高至8.04MPa,提高了55%。对未改性的TLCPAR纤维与在最佳改性条件下的纤维进行对比,发现纤维表面粗糙度增加,纤维的本体性能未受到损伤,纤维与水的接触角由106.1°降至89.5°,浸润性变好,由EDS能谱仪和红外光谱仪分析TLCPAR纤维表面存在Si元素,证明硅烷偶联剂引入纤维表面上。基于上述结果,本文将用氧气等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性TLCPAR纤维,使TLCPAR纤维表面引入活性基团,对比并分析未处理、单一处理(氧气等离子体处理或硅烷偶联剂KH-560处理)以及复合处理的效果。结果发现:TLCPAR纤维表面由光滑变为粗糙,并附有颗粒状物质产生;其纤维本体的力学性能未受到损害;纤维的浸润性比单一处理的效果更好;采用微球脱粘仪测试复合处理的TLCPAR纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度为10.16MPa,比未经处理的原样提高了96%。
李国涵,张贤国,洪约利,张瑞萍[6](2017)在《等离子体技术在合成纤维改性中的应用进展》文中提出等离子体加工是一种新型的纺织品加工技术,具有条件温和、处理时间短、效果明显和清洁环保等优点.文章主要简述了等离子体的基本概念、产生方法及作用原理,并从等离子体对纤维和织物的作用机理出发,重点探讨了目前等离子体在涤纶、丙纶、锦纶、腈纶、对位芳纶、PBO纤维和UHMWPE纤维中的应用情况.指出经等离子体处理后,纤维的亲水性、黏合性及染色性能都得到了改善,另外等离子体处理对纤维产生刻蚀,改善了后续整理的效果,可以发挥纤维在复合材料中优异的力学性能.同时也分析了等离子体技术的局限性以及发展的障碍,包括等离子体技术本身的、纺织行业相关的和时效性等一些问题,并展望其在纺织工业中的发展前景.
郭昌盛,杨建忠,李铎,尹方[7](2015)在《聚对苯撑苯并双恶唑纤维改性方法的研究进展》文中认为简单介绍了聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维的性能与应用,重点阐述了低温等离子处理法、酸碱处理法、偶联剂处理法、辐射处理法和共聚改性法5种常用的PBO纤维改性方法的研究情况。综述表明,无论采用何种改性方法,都能相应有效改善纤维的表面性能,提高纤维与其它材质间的黏结性。同时,指出每种改性的方法都存在一定的缺陷。
刘哲[8](2014)在《等离子体处理对PBO纤维、碳纤维表面性能及其复合材料界面性能的影响》文中提出聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维增强双马来酰亚胺树脂(BMI)基复合材料具有优异的力学性能、耐热性以及良好的透波性,预期可作为承力结构材料或结构-功能-体化材料在国防军工和航空航天等高科技领域得到广泛应用;C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料不仅具有优异的力学性能,且可作为吸波隐身材料在未来的国防军工领域得到广泛应用。而PBO纤维和碳纤维表面光滑、呈现化学惰性,使其与树脂基体的界面粘结性能差,阻碍了其在实际工程领域中的应用。因此,要对PBO纤维和碳纤维进行表面改性,以提高其复合材料的界面粘结性能,获得综合性能优异的复合材料。本论文采用常压DBD等离子体对PBO纤维进行表面改性处理,选用了空气和氧气两种放电气体。分别研究了两种等离子体的放电时间和放电功率密度对PBO/BMI复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响,并采用X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角分析仪(DCA)等手段分析了PBO纤维表面化学组成、表面形貌、粗糙度以及表面自由能随等离子体放电参数的变化。此外,对等离子体处理前后PBO纤维进行了单丝拉伸测试(SFTS)。空气和氧气DBD等离子体都可以有效地提高PBO/BMI复合材料的界面粘结性能,其ILSS值最高达到了57.1MPa和62.0MPa,分别比未处理时提高了30.1%和41.2%。原因是PBO纤维表面的极性和反应活性提高,同时表面形貌变得复杂、粗糙度上升;此外,合适的等离子体处理工艺不会明显降低PBO纤维的单丝拉伸性能。当等离子体处理后的PBO纤维放置于空气中时,PBO/BMI复合材料的ILSS随放置时间的延长而降低;对氧气DBD等离子体处理后的PBO纤维表面进行时效性分析发现,其表面化学活性随放置时间明显下降,但纤维表面形貌和粗糙度随放置时间变化不大。另外,PBO纤维的单丝拉伸性能也基本不随放置时间而变化。复合材料的层间剪切破坏形貌表明,等离子体处理后,其层间剪切破坏模式从纤维与树脂界面破坏转变为局部树脂内聚破坏。采用低气压空气射频等离子体对碳纤维进行表面处理,在处理条件为30Pa、200W、15min时,CF/BMI复合材料的ILSS值提高了20.4%。制备了以CF/BMI复合材料为主体,PBO/BMI复合材料为蒙皮的C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料。应用上述研究成果,对PBO纤维和碳纤维分别进行了等离子体处理,有效地提高了混杂纤维复合材料的ILSS值,最大值达到92.8MPa,提高幅度为42.3%。
陈磊[9](2015)在《PBO纤维/环氧复合材料界面相的引入及对原子氧的防护》文中指出近年来,PBO纤维因具有优异的力学性能、热学性能以及化学稳定性而被广泛地用作先进复合材料的增强体。然而,由于PBO纤维表面光滑且呈化学惰性,与树脂基体之间的相容性较差,致使两者之间的界面结合强度较低,严重影响复合材料综合性能的发挥。当航天器在低地球轨道(Low earth orbit,LEO)运行时,用作结构材料的PBO纤维/环氧复合材料极易受到原子氧(Atomic oxygen,AO)的侵蚀,尤其是当表面的防护层失效之后,原子氧会与底层的环氧树脂发生相互作用,氧化形成大量缺陷,并通过这些缺陷进一步渗透到复合材料的界面区域,造成纤维增强体与树脂基体脱粘,从而导致复合材料的力学性能大幅下降。本文分别采用化学镀、低温水热法及化学接枝法,有针对性的在PBO纤维/环氧复合材料中引入镍磷合金、氧化锌纳米线(Zinc oxide nanowires,Zn O NWs)、有机硅-氧化石墨烯三种界面相,旨在同时有效解决界面结合强度较差和原子氧防护两大难题。采用化学镀法对PBO纤维进行改性处理,从而在复合材料中引入镍磷合金界面相。通过改变施镀温度和时间,系统地研究了施镀工艺参数、表面形貌以及界面性能三者之间的关系。镀镍PBO纤维表面的镀层由镍和磷两种元素组成,为典型的非晶态结构。镀镍层表面的刚性镍颗粒极大地提高了纤维表面的粗糙度,增加了其与树脂之间的接触面积,还会对外载荷产生强烈的阻碍作用,从而使复合材料的界面性能得到改善。当施镀温度为80℃、施镀时间为20min时,PBO纤维复合材料的界面剪切强度提高幅度最大,达到38.6%。与此同时,镀镍PBO纤维复合材料的耐湿热老化性能得到了较为明显的改善。随着热处理温度的升高,镀镍PBO纤维复合材料的界面剪切强度呈下降趋势。结合PBO纤维表面羧基功能化技术和低温水热法对PBO纤维进行改性处理,从而在复合材料中引入Zn O NWs界面相。经过羧基功能化处理后,纤维表面的羧基官能团相对含量大幅提高,保证了纤维与Zn O NWs之间结合的牢固程度,能够最大幅度地提高PBO纤维复合材料的界面剪切强度。Zn O NWs在界面区域形成的强大机械锁合作用和良好浸润性是复合材料界面性能得到改善的主要原因。与未处理PBO纤维相比,生长有Zn O NWs的PBO纤维(PBO-Zn O NWs)的拉伸强度并未出现明显下降。通过改变Zn O种子溶液与生长溶液浓度的比例([S]/[G])和生长时间,控制纤维表面Zn O NWs的形貌,系统地研究了生长工艺参数、表面形貌以及界面性能三者之间的关系。当[S]/[G]比例为2、生长时间为4h时,PBO-Zn O NWs杂化纤维复合材料的界面剪切强度提高幅度最大,达到50.7%。与此同时,杂化纤维复合材料的耐湿热老化性能得到了小幅度的改善。结合PBO纤维表面羟基功能化技术和化学接枝法对PBO纤维进行改性处理,从而在复合材料中引入有机硅-氧化石墨烯二元界面相。PBO纤维表面官能团的变化证实3-氨丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)和氧化石墨烯(GO)通过化学键合作用先后成功地引入到了纤维表面,制备了一种二元接枝的多尺度增强体(PBO-APTMS-GO)。化学接枝工艺未对PBO纤维的本体强度带来明显的负面影响。与未处理PBO纤维相比,PBO-APTMS-GO二元接枝纤维复合材料的界面剪切强度提高了61.6%。氧化石墨烯表面独特的褶皱结构和丰富的极性官能团提高了纤维表面的粗糙度、浸润性及化学反应活性,因而复合材料的界面性能得到显着改善。与此同时,二元接枝纤维复合材料的耐湿热老化性能得到了极大改善。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,首次探讨了原子氧对PBO纤维的侵蚀行为。研究发现,随着原子氧暴露时间的延长,PBO纤维的表面形貌、结晶结构及化学组分均发生明显变化,纤维和树脂基体由于受到原子氧的轰击和氧化作用,损伤程度逐渐增加。三种界面相对PBO纤维及其复合材料均取得了较好的原子氧防护效果。经过原子氧暴露8h后,PBO-APTMS-GO二元接枝纤维及其复合材料保持了最高的拉伸强度和界面剪切强度。
李健,杨建忠[10](2013)在《低温等离子体技术处理PBO纤维的研究》文中研究表明介绍了PBO纤维的结构、性能及应用,阐述了低温等离子体的相关概念、分类及放电机理。将低温等离子体技术应用于PBO纤维表面性能的改善中,研究发现,经低温等离子体改性后的PBO纤维,表面变得粗糙,浸润性增强,粘着性改善,为开发PBO纤维增强树脂基复合材料以及PBO纤维层压织物功能纺织品都具有指导意义。最后,探讨了存在的技术问题,并对前景作了展望。
二、PBO纤维表面等离子体接枝改性研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PBO纤维表面等离子体接枝改性研究(论文提纲范文)
(1)用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性(论文提纲范文)
1 实验方法 |
1.1 聚氨酯接枝物的制备 |
1.2 聚氨酯接枝纤维的制备 |
1.3 性能表征 |
2 结果和讨论 |
2.1 等离子体接枝PBO表面的元素 |
2.2 等离子体接枝PBO纤维含C基团的含量 |
2.3 等离子体接枝PBO纤维含N、O基团的含量 |
2.4 等离子体接枝PBO表面的ATR-FTIR分析 |
3 结论 |
(2)氧化石墨烯/PBO纤维多尺度增强聚酰亚胺复合材料摩擦磨损性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 自润滑复合材料的研究概述 |
1.3 PBO纤维在复合材料中的应用概述 |
1.3.1 PBO纤维概述 |
1.3.2 PBO纤维表面处理改性 |
1.3.2.1 偶联剂处理 |
1.3.2.1 酸刻蚀处理 |
1.3.2.3 等离子体处理 |
1.3.2.4 辐照处理 |
1.4 氧化石墨烯的研究进展 |
1.4.1 氧化石墨烯简介 |
1.4.2 氧化石墨烯对纤维的改性处理 |
1.5 稀土及其化合物在摩擦学中的应用 |
1.6 聚酰亚胺摩擦学改性研究现状 |
1.6.1 填充固体润滑剂 |
1.6.2 填充纳米材料 |
1.6.3 填充纤维材料 |
1.6.4 填充金属及其化合物 |
1.7 选题意义及主要研究内容 |
第2章 改性PBO纤维/聚酰亚胺复合材料力学性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料与设备 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验设备 |
2.3 PI基复合材料的制备 |
2.3.1 GO改性PBO纤维的制备 |
2.3.2 La-GO改性PBO纤维的制备 |
2.3.3 改性PBO /PI复合材料的制备 |
2.4 改性PBO/PI复合材料的力学性能分析 |
2.4.1 拉伸性能分析 |
2.4.2 弯曲性能分析 |
2.4.3 冲击性能分析 |
2.5 本章小节 |
第3章 PBO纤维表面表征 |
3.1 表征实验设备 |
3.2 改性PBO纤维FTIR分析 |
3.3 改性PBO纤维Raman分析 |
3.4 改性PBO纤维XRD分析 |
3.5 改性PBO纤维XPS分析 |
3.6 改性PBO纤维的热重分析 |
3.7 改性PBO纤维的接触角 |
3.8 La-GO复合改性对复合材料界面的作用机理 |
3.9 本章小节 |
第4章 聚酰亚胺及其复合材料摩擦学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 PI及其复合材料摩擦学试验 |
4.2.1 试验设备 |
4.2.2 试验内容 |
4.3 La-GO复合改性复合材料的摩擦学行为 |
4.4 La-GO复合改性复合材料的磨损学行为 |
4.5 PI及其复合材料磨损形貌SEM分析 |
4.6 La-GO-La-PBO/PI复合材料摩擦磨损机理分析 |
4.7 本章小节 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(3)等离子体接枝PBO纤维及其热固性树脂基复合材料性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景目的与意义 |
1.2 聚合物基复合材料简介 |
1.3 聚合物基复合材料的热固性树脂基体 |
1.3.1 环氧树脂简介 |
1.3.2 环氧树脂固化剂 |
1.3.3 双马来酰亚胺树脂基体 |
1.4 PBO纤维研究概况 |
1.4.1 PBO纤维国外研究进展 |
1.4.2 PBO纤维国内研究进展 |
1.5 复合材料界面研究概况 |
1.5.1 复合材料界面简介 |
1.5.2 复合材料界面的效应 |
1.5.3 复合材料界面的作用机理 |
1.5.4 复合材料界面的失效模式 |
1.5.5 界面粘结强度的影响因素 |
1.6 PBO纤维改性研究概况 |
1.6.1 PBO纤维的改性方法 |
1.6.2 纤维改性处理工艺 |
1.7 等离子体改性研究概况 |
1.8 本课题主要研究内容和设计思路 |
2 实验部分 |
2.1 实验原料及仪器 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 纤维表面的处理工艺 |
2.2.1 PBO纤维表面上浆剂的去除 |
2.2.2 纤维表面预接枝处理过程 |
2.2.3 介质阻挡等离子体处理 |
2.2.4 测试前纤维表面处理 |
2.3 复合材料的成型工艺 |
2.3.1 模压成型工艺流程 |
2.3.2 缠绕成型工艺流程 |
2.4 性能表征测试方法 |
2.4.1 红外光谱 |
2.4.2 X射线光电子能谱 |
2.4.3 差示扫描量热 |
2.4.4 热失重分析 |
2.4.5 层间剪切强度 |
2.4.6 动态热机械分析 |
2.4.7 扫描电子显微镜 |
3 PBO表面接枝聚氨酯的制备及表征 |
3.1 引言 |
3.2 脂肪链酰亚胺型聚氨酯 |
3.2.1 脂肪链酰亚胺型聚氨酯的合成 |
3.2.2 脂肪链酰亚胺型聚氨酯的表征 |
3.3 芳香族多羧基型聚氨酯 |
3.3.1 芳香族多羧基型聚氨酯的合成 |
3.3.2 芳香族多羧基型聚氨酯的表征 |
3.4 本章小结 |
4 接枝PBO纤维增强环氧树脂复合材料制备及性能 |
4.1 引言 |
4.2 PBO接枝脂肪链酰亚胺型聚氨酯及复合材料的制备 |
4.3 等离子体接枝PBOs及PBO对环氧基体复合材料界面粘结性能的表征 |
4.4 脂肪链酰亚胺型聚氨酯接枝PBOs纤维对表面化学成分的影响 |
4.4.1 等离子体接枝PBOs表面XPS分析 |
4.4.2 等离子体接枝PBOs表面ATR- FTIR分析 |
4.5 等离子体接枝PBOs纤维表面、PBOs/EP界面性质表征 |
4.5.1 等离子体接枝PBOs纤维表面形貌分析 |
4.5.2 等离子体接枝PBOs/EP界面形貌分析 |
4.6 脂肪链酰亚胺型聚氨酯接枝带有上浆剂的PBO纤维对表面化学成分的影响 |
4.6.1 等离子体接枝PBO表面XPS分析 |
4.6.2 等离子体接枝PBO表面ATR-FTIR分析 |
4.7 等离子体接枝带有上浆剂的PBO表面、PBO/EP界面性质表征 |
4.7.1 等离子体接枝PBO表面形貌分析 |
4.7.2 等离子体接枝PBO/EP界面形貌分析 |
4.8 本章小结 |
5 接枝PBO纤维增强双马来酰亚胺树脂复合材料制备及其性能 |
5.1 引言 |
5.2 PBO接枝芳香族聚氨酯及PBO/BMI复合材料的制备 |
5.3 等离子体接枝PBO对PBO/BMI界面粘结性能的影响因素及其性质的表征 |
5.3.1 功率密度对PBO/BMI界面粘结强度的影响 |
5.3.2 TDIEC/TDIBC/TDIHC接枝对PBO/BMI界面粘结强度的影响 |
5.3.3 TDIEC预接枝液浓度对PBO/BMI界面粘结强度的影响 |
5.4 TDIEC的基本热力学性质 |
5.5 TDIEC接枝对PBO纤维表面化学成分的影响 |
5.5.1 等离子体接枝TDIEC的PBO表面XPS分析 |
5.5.2 TDIEC接枝PBO表面ATR-FTIR分析 |
5.6 TDIEC接枝PBO/BMI复合材料力学性能的研究 |
5.7 TDIEC接枝PBO纤维时效性的研究 |
5.7.1 时效性对PBO及TDIEC接枝PBO/BMI界面粘结强度的影响 |
5.7.2 时效性对PBO及TDIEC接枝PBO表面形貌的影响 |
5.7.3 时效性对PBO及TDIEC接枝PBO/BMI界面形貌的影响 |
5.8 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(4)基于光热效应的PBO纤维复合材料界面损伤修复及机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 PBO纤维的发展现状分析 |
1.2.1 PBO纤维结构和性能 |
1.2.2 PBO纤维的表面改性方法 |
1.2.3 PBO纤维的应用 |
1.3 树脂基纤维增强复合材料的修复方法 |
1.3.1 外援型修复方法 |
1.3.2 本征型修复方法 |
1.4 光触发修复的研究现状分析 |
1.4.1 光致交联反应 |
1.4.2 光致交换或重组反应 |
1.4.3 光热效应 |
1.5 纤维增强复合材料修复研究现状分析 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 实验材料与实验方法 |
2.1 实验原料及所用仪器 |
2.1.1 实验主要原料 |
2.1.2 实验主要仪器 |
2.2 BN-PDA-PBO纤维的制备方法 |
2.2.1 PBO纤维的预处理 |
2.2.2 PDA-PBO纤维的制备 |
2.2.3 BN-PDA-PBO纤维的制备 |
2.2.4 BN-PDA的制备 |
2.3 Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维的制备方法 |
2.3.1 Ag-PDA-PBO纤维的制备 |
2.3.2 Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维的制备 |
2.3.3 Cu_2S-Ag-PDA纳米粒子的制备 |
2.4 PBO纤维增强聚氨酯复合材料的制备 |
2.4.1 PBO纤维织物的表面处理 |
2.4.2 PBO纤维复合材料的制备 |
2.5 表征测试手段及方法 |
2.5.1 扫描电镜分析(SEM) |
2.5.2 X射线衍射分析(XRD) |
2.5.3 X射光电子能谱分析(XPS) |
2.5.4 紫外-可见光谱仪(UV-Vis) |
2.5.5 原子力显微镜(AFM) |
2.5.6 透射电镜分析(TEM) |
2.5.7 光热转换效应的表征 |
2.5.8 傅里叶红外光谱表征 |
2.5.9 拉曼光谱表征 |
2.5.10 界面剪切强度的表征 |
2.5.11 PBO单丝复合材料界面修复效率的测试 |
2.5.12 单丝拉伸测试 |
2.5.13 弯曲性能测试 |
2.5.14 PBO纤维复合材料界面修复效率的测试 |
2.5.15 光热转换效率的计算 |
第3章 BN-PDA-PBO纤维的制备及光热修复性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 BN-PDA-PBO纤维的制备 |
3.3 BN-PDA纳米片的制备及光热性能表征 |
3.4 PDA-PBO纤维的设计制备及表征 |
3.4.1 浸渍时间的优化 |
3.4.2 PDA-PBO纤维表面化学组成分析 |
3.5 BN-PDA-PBO纤维的设计制备及表征 |
3.5.1 多巴胺浓度的优化 |
3.5.2 PDA-PBO纤维质量浓度的优化 |
3.5.3 浸渍时间的优化 |
3.5.4 优化后BN-PDA-PBO纤维的表征 |
3.6 TPU-BN-PDA-PBO单丝纤维的光热修复性能的表征 |
3.7 本章小结 |
第4章 Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维的制备及光热修复性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维的制备 |
4.3 Cu_2S-Ag-PDA纳米粒子的制备及光热性能表征 |
4.4 Ag-PDA-PBO纤维的设计制备及表征 |
4.4.1 硝酸银溶液浓度的优化 |
4.4.2 微波处理时间的优化 |
4.4.3 微波处理次数的优化 |
4.4.4 Ag-PDA-PBO纤维的表面化学组成表征 |
4.5 Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维的设计制备及表征 |
4.5.1 Ag-PDA-PBO纤维的质量浓度的优化 |
4.5.2 反应时间的优化 |
4.5.3 优化后Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维的表征 |
4.6 TPU-Cu_2S-Ag-PDA-PBO单丝纤维复合材料光热修复性能表征 |
4.7 PBO单丝纤维复合材料界面损伤光热修复机制 |
4.8 本章小结 |
第5章 PBO纤维复合材料的制备及其界面光热修复性能的研究 |
5.1 引言 |
5.2 TPU-BN-PDA-PBO纤维复合材料的设计制备及表征 |
5.2.1 TPU-BN-PDA-PBO纤维复合材料的制备 |
5.2.2 PDA-PBO纤维织物的设计制备及表征 |
5.2.3 BN-PDA-PBO纤维织物的设计制备及表征 |
5.3 TPU-Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维复合材料的设计制备及表征 |
5.3.1 TPU-Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维复合材料的制备 |
5.3.2 Ag-PDA-PBO纤维织物的设计制备及表征 |
5.3.3 Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维织物的设计制备及表征 |
5.4 TPU-PBO@Fe-MIL-88B-NH_2-GO纤维复合材料的设计制备及表征 |
5.4.1 PBO@Fe-MIL-88B-NH_2-GO纤维的制备及表征 |
5.4.2 TPU-PBO@Fe-MIL-88B-NH_2-GO纤维复合材料的制备 |
5.4.3 PBO-COOH纤维织物的设计制备及表征 |
5.4.4 PBO@Fe-MIL-88B-NH_2纤维织物的设计制备及表征 |
5.4.5 PBO@Fe-MIL-88B-NH_2-GO纤维织物的设计制备及表征 |
5.5 PBO纤维复合材料的性能表征 |
5.5.1 PBO纤维复合材料的力学性能 |
5.5.2 TPU-BN-PDA-PBO-TPU纤维复合材料的界面光热修复性能 |
5.5.3 TPU-Cu_2S-Ag-PDA-PBO纤维复合材料的的界面光热修复 |
5.5.4 TPU-PBO@Fe-MIL-88B-NH_2-GO纤维复合材料的界面光热修复性能 |
5.6 PBO纤维复合材料界面损伤光热修复机制 |
5.7 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)热致液晶聚芳酯纤维的表面改性及其与环氧树脂复合材料界面粘结性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 TLCPAR纤维的性能 |
1.1.3 TLCPAR纤维的应用 |
1.2 TLCPAR纤维表面改性方法 |
1.2.1 物理改性方法 |
1.2.2 化学改性方法 |
1.2.3 其他改性方法 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 论文的主要内容 |
第2章 氧气等离子体处理TLCPAR纤维表面及复合材料界面性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 TCLPAR纤维预处理 |
2.2.4 氧气等离子体处理 |
2.2.5 TLCPAR纤维性能表征方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 氧气等离子体处理功率对纤维表面及其复合材料界面粘结性能的影响 |
2.3.2 氧气等离子体处理时间对纤维表面及其复合材料界面粘结性能的影响 |
2.3.3 氧气等离子体处理前后对纤维的EDS能谱分析 |
2.3.4 氧气等离子体处理的时效性分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 硅烷偶联剂处理TLCPAR纤维表面及复合材料界面性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 TCLPAR纤维预处理 |
3.2.4 硅烷偶联剂KH-560处理 |
3.2.5 TLCPAR纤维性能表征方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 硅烷偶联剂处理对纤维表面及其复合材料界面粘结性能的影响 |
3.3.2 硅烷偶联剂处理前后对纤维表面形貌的影响 |
3.3.3 硅烷偶联剂处理前后对纤维单纤强度的影响 |
3.3.4 硅烷偶联剂处理前后对纤维浸润性能的影响 |
3.3.5 硅烷偶联剂处理前后对纤维的表面元素分析 |
3.3.6 硅烷偶联剂处理前后对纤维表面化学成分分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 等离子体辅助硅烷偶联剂改性TLCPAR纤维表面及复合材料界面性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 TLCPAR纤维性能表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维表面形貌的影响 |
4.3.2 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维单纤强度的影响 |
4.3.3 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维浸润性能的影响 |
4.3.4 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维及其复合材料粘结性能的影响 |
4.3.5 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维的表面元素分析 |
4.3.6 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维表面化学成分分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
(6)等离子体技术在合成纤维改性中的应用进展(论文提纲范文)
1 等离子体技术 |
1.1 概念及产生方法 |
1.2 作用机理 |
2 低温等离子体在合成纤维处理中的应用 |
2.1 涤纶 |
2.1.1 亲水性 |
2.1.2 染色性 |
2.1.3 抗静电性 |
2.2 丙纶 |
2.3 锦纶 |
2.4 腈纶 |
2.5 对位芳纶 |
2.6 PBO纤维 |
2.7 UHMWPE纤维 |
3 结语 |
(7)聚对苯撑苯并双恶唑纤维改性方法的研究进展(论文提纲范文)
1 PBO纤维的性能及应用 |
2 PBO纤维的改性方法 |
2.1 低温等离子体处理法 |
2.2 酸碱处理法 |
2.3 偶联剂处理法 |
2.4 辐射处理法 |
2.5 共聚改性法 |
2.6 其他处理法 |
3 结语 |
(8)等离子体处理对PBO纤维、碳纤维表面性能及其复合材料界面性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
TABLE OF CONTENTS |
图目录 |
表目录 |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及研究目的与意义 |
1.2 PBO纤维、碳纤维以及BMI树脂的研究进展 |
1.2.1 PBO纤维的研究进展 |
1.2.2 碳纤维的研究进展 |
1.2.3 双马来酰亚胺(BMI)树脂的研究进展 |
1.3 纤维表面改性的研究进展 |
1.3.1 PBO纤维表面改性方法简介 |
1.3.2 等离子体对纤维表面改性研究进展 |
1.3.3 碳纤维表面改性简介 |
1.3.4 混杂纤维复合材料简介 |
1.4 复合材料的界面理论 |
1.5 课题的主要研究内容 |
2 实验材料及方法 |
2.1 实验原料及仪器 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 纤维的表面处理与改性 |
2.2.1 纤维表面的清洗 |
2.2.2 等离子体对纤维表面的处理 |
2.3 预浸料及复合材料的制备 |
2.3.1 预浸料的制备 |
2.3.2 复合材料的制备 |
2.4 复合材料界面性能及纤维表面性能表征 |
2.4.1 复合材料层间剪切强度的测试(ILSS) |
2.4.2 复合材料断面形貌分析 |
2.4.3 复合材料吸水率测试 |
2.4.4 纤维表面化学成分测试(XPS) |
2.4.5 纤维表面形貌及粗糙度分析(SEM和AFM) |
2.4.6 纤维动态接触角及表面自由能分析(DCA) |
2.4.7 纤维单丝拉伸强度的测试(SFTS) |
3 空气DBD等离子体处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 |
3.1 空气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 |
3.1.1 空气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 |
3.1.2 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响 |
3.1.3 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 |
3.1.4 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面浸润性的影响 |
3.1.5 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 |
3.2 空气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 |
3.2.1 空气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 |
3.2.2 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面化学成分的影响 |
3.2.3 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 |
3.2.4 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面浸润性的影响 |
3.2.5 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 |
3.3 本章小结 |
4 氧气DBD等离子体处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 |
4.1 氧气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 |
4.1.1 氧气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 |
4.1.2 氧气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响 |
4.1.3 氧气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 |
4.1.4 氧气DBD等离子体处理时间对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 |
4.2 氧气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 |
4.2.1 氧气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 |
4.2.2 氧气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面化学成分的影响 |
4.2.3 氧气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 |
4.2.4 氧气DBD等离子体功率密度对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 |
4.3 本章小结 |
5 等离子体处理PBO纤维的时效性及PBO/BMI复合材料的断裂模式、吸水性分析 |
5.1 DBD等离子体处理后PBO纤维表面时效性研究 |
5.1.1 等离子体处理后PBO/BMI复合材料ILSS随纤维放置时间的变化 |
5.1.2 PBO纤维表面化学成分随放置时间的变化 |
5.1.3 PBO纤维表面形貌及表面粗糙度随放置时间的变化 |
5.1.4 PBO纤维单丝拉伸强度随放置时间的变化 |
5.2 PBO/BMI复合材料的断面形貌及断裂模式分析 |
5.3 PBO/BMI复合材料吸水性分析 |
5.4 本章小结 |
6 C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料的界面性能研究 |
6.1 空气射频等离子体对CF/BMI复合材料界面性能的影响 |
6.1.1 空气射频等离子体处理时间对CF/BMI复合材料ILSS的影响 |
6.1.2 空气射频等离子体处理时间对碳纤维表面化学成分的影响 |
6.1.3 空气射频等离子体处理时间对碳纤维表面形貌及粗糙度的影响 |
6.1.4 空气射频等离子体处理对CF/BMI复合材料断面形貌的影响 |
6.2 C/PBO混杂纤维复合材料的制备及其界面粘结性能的研究 |
6.2.1 C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料的制备 |
6.2.2 等离子体对C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料ILSS的影响 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点摘要 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
(9)PBO纤维/环氧复合材料界面相的引入及对原子氧的防护(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 PBO纤维的性能及应用状况 |
1.3 PBO纤维表面改性方法的研究进展 |
1.3.1 氧化处理技术 |
1.3.2 共聚改性处理技术 |
1.3.3 等离子体处理技术 |
1.3.4 γ 射线辐照处理技术 |
1.3.5 界面相引入处理技术 |
1.4 三种界面相材料的研究进展 |
1.4.1 镍磷合金镀层的性能及应用状况 |
1.4.2 氧化锌纳米线的性能及应用状况 |
1.4.3 氧化石墨烯的性能及应用状况 |
1.5 原子氧效应的研究进展 |
1.5.1 低地球轨道中的原子氧简介 |
1.5.2 原子氧对空间材料的作用机制及影响 |
1.5.3 原子氧防护方法的研究状况 |
1.6 本课题的主要研究内容 |
第2章 实验材料与实验方法 |
2.1 实验原料及所用仪器 |
2.1.1 实验主要原料 |
2.1.2 实验主要仪器 |
2.2 镀镍PBO纤维的制备 |
2.2.1 化学镀镍液的配制 |
2.2.2 PBO纤维表面预处理工艺 |
2.2.3 PBO纤维表面化学镀镍工艺 |
2.3 PBO-ZnO NWS杂化纤维的制备 |
2.3.1 纳米ZnO种子溶液的配制 |
2.3.2 PBO纤维表面氧化及羧基功能化工艺 |
2.3.3 PBO纤维表面生长ZnO NWs工艺 |
2.4 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维的制备 |
2.4.1 氧化石墨烯的制备 |
2.4.2 氧化石墨烯酰氯化处理工艺 |
2.4.3 PBO纤维表面氧化及羟基功能化工艺 |
2.4.4 PBO纤维表面有机硅-氧化石墨烯二元接枝工艺 |
2.5 PBO纤维本体及其复合材料性能的表征 |
2.5.1 PBO纤维微观结构分析 |
2.5.2 PBO纤维本体性能分析 |
2.5.3 PBO纤维/环氧复合材料性能分析 |
第3章 镀镍PBO纤维的制备及其复合材料界面性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 镀镍PBO纤维微观结构表征分析 |
3.2.1 镀镍PBO纤维化学组分 |
3.2.2 镀镍PBO纤维结晶结构 |
3.2.3 镀镍层结合强度 |
3.2.4 镀镍PBO纤维截面形貌 |
3.2.5 镀镍PBO纤维表面形貌 |
3.3 镀镍PBO纤维及其复合材料性能表征分析 |
3.3.1 镀镍PBO纤维单丝拉伸强度 |
3.3.2 镀镍PBO纤维复合材料界面剪切强度 |
3.3.3 热处理对镀镍层结晶结构及复合材料界面性能的影响 |
3.3.4 镀镍PBO纤维复合材料耐湿热老化性能 |
3.4 镀镍PBO纤维复合材料界面增强机制 |
3.4.1 镀镍PBO纤维表面粗糙度 |
3.4.2 镀镍PBO纤维表面能及浸润性 |
3.4.3 镀镍PBO纤维复合材料界面剪切断.形貌 |
3.5 本章小结 |
第4章 PBO-ZnO NWS杂化纤维的制备及其复合材料界面性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 PBO-ZnO NWS杂化纤维表面预处理工艺表征分析 |
4.2.1 PBO纤维表面氧化工艺 |
4.2.2 PBO纤维表面羧基功能化工艺 |
4.2.3 预处理工艺对ZnO NWs结合强度的影响 |
4.2.4 预处理工艺对PBO纤维力学性能的影响 |
4.3 ZnO NWS生长形貌的参数控制 |
4.4 PBO-ZnO NWS杂化纤维微观结构表征分析 |
4.4.1 PBO-ZnO NWs杂化纤维化学组分 |
4.4.2 PBO-ZnO NWs杂化纤维结晶结构 |
4.4.3 PBO-ZnO NWs杂化纤维截面形貌 |
4.4.4 PBO-ZnO NWs杂化纤维表面形貌 |
4.5 PBO-ZnO NWS杂化纤维复合材料性能表征分析 |
4.5.1 PBO-ZnO NWs杂化纤维复合材料界面剪切强度 |
4.5.2 PBO-ZnO NWs杂化纤维复合材料耐湿热老化性能 |
4.6 PBO-ZnO NWS杂化纤维复合材料界面增强机制 |
4.6.1 PBO-ZnO NWs杂化纤维表面粗糙度 |
4.6.2 PBO-ZnO NWs杂化纤维表面能及浸润性 |
4.6.3 PBO-ZnO NWs杂化纤维复合材料界面剪切断.形貌 |
4.7 本章小结 |
第5章 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维的制备及其复合材料界面性能的研究 |
5.1 引言 |
5.2 氧化石墨烯表征分析 |
5.2.1 氧化石墨烯的扫描电镜和透射电镜分析 |
5.2.2 氧化石墨烯的原子力显微镜分析 |
5.2.3 氧化石墨烯的红外光谱分析 |
5.2.4 氧化石墨烯的X射线衍射分析 |
5.3 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维制备工艺表征分析 |
5.3.1 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维的红外光谱分析 |
5.3.2 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维的X射线光电子能谱分析 |
5.4 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维微观结构表征分析 |
5.4.1 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维化学组分 |
5.4.2 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维截面形貌 |
5.4.3 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维表面形貌 |
5.5 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维及其复合材料性能表征分析 |
5.5.1 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维单丝拉伸强度 |
5.5.2 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维复合材料界面剪切强度 |
5.5.3 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维复合材料耐湿热老化性能 |
5.6 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维复合材料界面增强机制 |
5.6.1 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维表面粗糙度 |
5.6.2 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维表面能及浸润性 |
5.6.3 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维复合材料界面化学反应 |
5.6.4 PBO-APTMS-GO二元接枝纤维复合材料界面剪切断.形貌 |
5.7 三种界面相的改性效果比较分析 |
5.8 本章小结 |
第6章 PBO纤维及其复合材料抗原子氧性能的研究 |
6.1 引言 |
6.2 PBO纤维的原子氧侵蚀行为表征分析 |
6.2.1 原子氧对PBO纤维表面形貌的影响 |
6.2.2 原子氧对PBO纤维结晶结构的影响 |
6.2.3 原子氧对PBO纤维表面化学组成的影响 |
6.3 树脂基体的原子氧侵蚀行为表征分析 |
6.4 三种界面相的抗原子氧侵蚀性能表征分析 |
6.4.1 原子氧对改性PBO纤维表面形貌的影响 |
6.4.2 原子氧对改性PBO纤维单丝拉伸强度的影响 |
6.4.3 原子氧对改性PBO纤维复合材料界面剪切强度的影响 |
6.5 PBO纤维/环氧复合材料界面相的原子氧防护机制 |
6.6 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(10)低温等离子体技术处理PBO纤维的研究(论文提纲范文)
1 低温等离子体改性技术 |
1.1 等离子体的分类 |
1.2 低温等离子体的分类及产生机理 |
1.2.1 辉光放电 |
1.2.2 电晕放电 |
1.2.3 介质阻挡放电 (DBD) |
1.2.4 其他 |
2 低温等离子体技术对PBO纤维的表面改性 |
2.1 低温等离子体表面改性的原理 |
2.2 低温等离子体表面改性的特点 |
3 低温等离子体技术在PBO纤维表面改性中的应用 |
3.1 低温等离子体处理对PBO纤维表面结构和性能的影响 |
3.2 低温等离子体处理对PBO纤维与基体树脂之间界面结合力的影响 |
3.3 低温等离子体处理前后PBO纤维表面形貌观察 |
4 存在的技术问题 |
5 前景展望 |
四、PBO纤维表面等离子体接枝改性研究(论文参考文献)
- [1]用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性[J]. 陈怿咨,张承双,陈平. 材料研究学报, 2021(09)
- [2]氧化石墨烯/PBO纤维多尺度增强聚酰亚胺复合材料摩擦磨损性能研究[D]. 汤佳铭. 扬州大学, 2021(08)
- [3]等离子体接枝PBO纤维及其热固性树脂基复合材料性能[D]. 陈怿咨. 大连理工大学, 2021
- [4]基于光热效应的PBO纤维复合材料界面损伤修复及机制研究[D]. 邵青. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]热致液晶聚芳酯纤维的表面改性及其与环氧树脂复合材料界面粘结性能的研究[D]. 李梦鸽. 东华大学, 2020(01)
- [6]等离子体技术在合成纤维改性中的应用进展[J]. 李国涵,张贤国,洪约利,张瑞萍. 南通大学学报(自然科学版), 2017(01)
- [7]聚对苯撑苯并双恶唑纤维改性方法的研究进展[J]. 郭昌盛,杨建忠,李铎,尹方. 合成纤维, 2015(06)
- [8]等离子体处理对PBO纤维、碳纤维表面性能及其复合材料界面性能的影响[D]. 刘哲. 大连理工大学, 2014(07)
- [9]PBO纤维/环氧复合材料界面相的引入及对原子氧的防护[D]. 陈磊. 哈尔滨工业大学, 2015(03)
- [10]低温等离子体技术处理PBO纤维的研究[J]. 李健,杨建忠. 高科技纤维与应用, 2013(04)