碳纖維是一種自身性質(zhì)較為特殊的新型材料,同時也正是由于自身材料的特殊性,使得碳纖維的處理也較常規(guī)有所不同,其中通過等離子清洗機(jī)達(dá)到的等離子處理優(yōu)點(diǎn)眾多,而且能夠很好地滿足以上兩點(diǎn),達(dá)到工藝要求。
碳纖維是一種自身性質(zhì)較為特殊的新型材料,同時也正是由于自身材料的特殊性,使得碳纖維的處理也較常規(guī)有所不同,其中通過等離 子清洗機(jī)達(dá)到的等離子處理優(yōu)點(diǎn)眾多,而且能夠很好地滿足以上兩點(diǎn),達(dá)到工藝要求。
但在許多的專家、學(xué)者和專業(yè)人士的研究下,對碳纖維材料如何進(jìn)行表面改性進(jìn)行了大量分析。他們發(fā)現(xiàn)其重點(diǎn)是提高纖維材料的表面粗糙度和改變表面有機(jī)化學(xué)基團(tuán),從這兩方面下手是較為有效的處理手段。碳纖維材料處理方法包括表面氧化處理、表面涂層處理、高能輻射源、等離子處理等。
由于碳纖維材料的自身特性,如具有高強(qiáng)度、高彈性模量、耐熱、耐腐蝕等高質(zhì)量性能,使得它常常在一些關(guān)鍵領(lǐng)域中得到使用,如碳纖維材料廠應(yīng)用于航空航天、等國防安全和國防產(chǎn)業(yè),以及交通、生物醫(yī)學(xué)工程等高科技產(chǎn)業(yè)。碳纖維材料是沿纖維材料徑向沉積的微晶石墨原料,是一種塊狀高純石墨納米微晶體。其表面為非極性高晶高純石墨層結(jié)構(gòu),有機(jī)化學(xué)可塑性高,但也導(dǎo)致表面性能差,會危及后復(fù)合材料的綜合性能,極大地限制碳纖維材料在工作條件下的應(yīng)用。
其中那些處理方法中,電化學(xué)氧化法具有可持續(xù)生產(chǎn)、易于控制的特點(diǎn),已應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。然而,它仍然需要大量的化學(xué)物質(zhì),耗費(fèi)功率很大,并導(dǎo)致大量的污水和殘留物,所以這一方法并不可取。與化學(xué)溶劑處理不同,使用等離子清洗機(jī)具有清潔、環(huán)保、節(jié)省時間、精力和高效率的優(yōu)點(diǎn),是一種非常有前途的工程應(yīng)用方法。
其原理包括兩個層次,也是上文提到過的兩要點(diǎn)。一方面,通過等離子清洗機(jī)的處理纖維材料表面產(chǎn)生氧自由基和正負(fù)官能團(tuán),提高表面能量和親水性。另一方面,等離子清洗機(jī)還會提高纖維材料的表面粗糙度,去除纖維材料的表面污染物。若是等離子體技術(shù)用于溶液中碳纖維材料的表面改性,活性顆粒會與水在等離子體技術(shù)下相互影響,以此去除碳纖維材料的表面砂漿,完成碳纖維材料的親水性改性。
如今碳纖維材料的表面改性其實(shí)也是在碳纖維生產(chǎn)制造的過程中至關(guān)重要的工藝環(huán)節(jié),而如何改性、改性效果如何、改性過后的影響,這些都是在生產(chǎn)制造時需要考慮到的問題,既要達(dá)到質(zhì)量要求,又要有一定的效率,且不能污染嚴(yán)重,最后加上一些其他優(yōu)點(diǎn),于是等離子清洗機(jī)被選做了在這一工序中的重要處理設(shè)備。
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