等离子清洗机复合材料制造过程中的应用

高性能连续纤维 (如碳纤维、芳纶纤维、PBO纤维等) 增强热固性、热塑性树脂基复合材料具有质轻高强、性能稳定等优点, 已被广泛应用于航空、航天、军事等领域, 成为必不可少的材料。但是这些增强纤维通常存在表面光滑、化学活性低的缺点, 使纤维与树脂基体间不易建立物理锚合及化学键合等作用, 造成复合材料的界面结合力较差, 从而影响了复合材料的综合性能。此外, 商业化的纤维材料表面会存在一层有机涂层以及微尘等污染物, 主要来源于纤维制备、上浆、运输及储藏等过程, 会影响到复合材料的界面粘结性能。因此, 纤维材料在增强树脂基体制备复合材料之前, 需要采用等离子清洗机等处理手段对其表面进行清洗、刻蚀, 去除有机涂层和污染物的同时在纤维表面引入极性或活性基团, 并形成一些活性中心, 可以进一步引发接枝、交联等反应, 利用清洗、刻蚀、活化、接枝、交联等的综合作用改善纤维表面的物理和化学状态, 进而实现加强纤维与树脂基体之间相互作用的目的。

经等离子清洗机处理的材料主要是材料表面的粗糙度增加, 有助于提高材料表面的附着力;等离子体化学清洗过程中材料表面活化形成的自由基, 能够进一步加成特定的官能团, 如含氧、含氮官能团等, 对改善材料的粘着性和润湿性能起着明显作用。因此, 对等离子体清洗类型的选择主要取决于材料表面的原有特征、材料表面污染物的性质以及后续处理工艺对材料表面的特性要求等。选择合适的清洗工艺和参数, 对提高产品的质量和可靠性至关重要。