纤维的表面处理技术

对纤维进行表面处理一方面可以通过在纤维表面增加反应性活性官能团或在其表面接枝上热塑性共聚物，使其能够很好地与基体树脂黏合在一起，以保证树脂基体与纤维的界面不会发生滑移与脱黏，同时又可保证树脂基体与纤维的界面拥有一定的滑移能力，当受冷热循环以及外界载荷作用时，确保复合材料不会产生脆性破坏，从而达到提高复合材料性能的目的。这种纤维表面处理主要有物理改性和化学改性两种方法。其中，物理改性方法是通过等离子体、电子束和超声波等技术对纤维表面进行浸润、刻蚀和清洗，并在纤维表面引入羟基、羰基等活性基团，还可以在纤维表面形成一些活性中心，进而引发接枝反应，进一步改善纤维表面的物理和化学状态，加强纤维和基体之间的相互作用，最终改善纤维与树脂基体之间的界面性能。常用的物理改性方法有等离子体处理、表面涂层处理、超声浸渍改性、纤维表面γ射线处理等。化学改性则是通过化学反应在纤维表面引入氨基、羟基、羧基等活性或极性基团，通过化学键合或极性作用提高纤维与基体之间的黏合强度。但是，化学反应速度很快，不易控制，很难保证化学反应仅在纤维表面发生，极易损伤纤维。常用的化学改性方法有偶联剂处理、表面接枝处理、稀土元素处理等。

另一方面，可通过在纤维表面增加纳米材料，如碳纳米管、石墨烯或静电纺纳米膜，增强界面黏结性能。纳米材料增强的主要原理有三个：增加梯度界面层，可以将应力很好地从树脂传递给纤维；纳米材料中含有的羟基或含氧官能团能和树脂基体产生共价键；纳米材料使纤维表面变得粗糙，增加了界面间的摩擦，限制界面不同相的运动。因此，纳米材料能显著改善复合材料的界面性能。(www.xing528.com)