强电场下辉光放电等离子体对芳纶纤维表面改性的研究

【作者】 祝莉莹； 陈晓中； 刘文正； 魏默深； 王益庆；

【机构】 北京交通大学电气工程学院； 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室；

【摘要】 芳纶纤维作为一种新型骨架材料具有密度小、强度高、耐磨性好等优点。但是,由于芳纶纤维表面粘性不佳,极大限制了其应用范围。近年来,大气压空气低温等离子体改性因具有节能、环保、不改变材料主体性能及易实现连续处理等优点而成为研究的热点,但其对芳纶纤维的改性效果和改性效率还难以达到工业化应用的要求。在前期研究中,初步发现幅值在107 V/m等级的强电场可以有效提升等离子体对芳纶的改性效果和改性效率。本研究采用接触式电极构造存在强电场区域的不均匀电场分布,在电极狭逢中生成大气压空气辉光放电等离子体并有效作用于芳纶纤维表面。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)及H抽出等检测手段,深入分析在不同强电场幅值和处理时间条件下材料表面形貌、化学成分及表面黏性的变化规律,探究强电场对提升等离子体改性效果和改性效率的机理。采用对芳纶单丝处理的方式,最大限度提升等离子体对材料表面的活化比例。基于对强电场和单丝处理的研究,提出了一种对芳纶纤维的改性方法,并取得了良好的改性效果。更多还原