等离子体处理对苯并噁嗪树脂基复合材料的影响.pdfVIP

等离子体处理对苯并嘌嗪树脂基复合材料的影响 赵 明月 (沈阳航空航天大学材料科学与工程学院 110136) 【摘 要】本文主要采用氧等离子体处理对碳纤维表面进行改性，考察 经刮胶辊除去多余胶液后将浸润好的碳纤维均匀地缠在方形金属 对碳纤维／苯并嗯嗪(Pobbenzoxazine，PBOZ)复舍材料层 问剪切强度和 框上，放人烘箱中烘干后得到碳纤维／PBOZ预浸料。将制得的预 弯曲强度的影响，并对碳纤维表面进行分析。 浸料裁剪成一定的尺寸放入磨具中进行模压成型，得到碳纤维／ 【关键词】等离子体处理；表面；苯并嗯嗪 PBOZ复合材料。 将复合材料按照 GB3357—82和 GB3356—82的规定裁剪成 碳纤维增强树脂基复合材料由于其具有 良好的力学性能而被 标准试样 ，在万能材料试验机上采用三点弯曲方式进行测试，测试 广泛应用于航空航天等领域，但是由于传统的酚醛树脂 、不饱和聚 时的加载速度为2mm／min，跨距为试样厚度的5倍。每组取5个 酯等热固性树脂在固化过程中需要加入强酸或作催化剂 ，并且在 试样进行测试，然后取平均值得到复合材料的层间剪切强度和弯 固化过程中有小分子产物释放出来，使得制品内部产生孔隙而影 曲强度。 响性能[]1—4]。苯并嗯嗪(Polybenzoxazine，PBOZ)作为一种新型 二、实验结果与讨论 的热固性树脂，它克服了传统热固性树脂固化过程的这些缺点，在 碳纤维表面氧等离子体处理是通过改善碳纤维／PBOZ复合 固化过程不需固化剂或催化剂，在加热条件下发生 自开环，相邻的 材料的界面粘接强度以提高复合材料的力学性能。等离子体的改 两个嗯嗪环之间连锁聚合，固化过程中无小分子物释放，PBOZ的 性效果与等离子体的密度有关，而等离子体的密度与是由处理时 开环聚合示意图如下： 间和处理功率决定的，因此研究等离子的处理效果需要从处理时 间和处理功率两方面进行研究。等离子体处理后 ，碳纤维的表面 形态和复合材料的界面粘接性能可以通过层间剪切强度和弯曲强 度进行表征说明。 表 1 碳纤~ ／PBOZ复合材料的层间剪切强度和 弯曲强度随处理功率增加的变化率 处理功率(W)层间剪切强度增加率(％)弯曲强度增加率(％) 图1 苯并嗯嗪的开环聚合示意图 O O O 由于苯并嗯嗪能通过开环反应生成类似酚醛树脂 (PF)的结 100 8．99 5．68 构，因此产物不仅具有孔隙率低 ，良好的尺寸稳定性，力学性能优 200 27．27 28．28 良[5—8]等优点，还具有传统酚醛树脂 良好的阻燃效果和耐化学 30o 1．86 12．59 性能等优点而备受关注。