Surface Modification of Electrospun Poly(L-lactide)/Poly(ε-caprolactone)Fibrous Membranes by Plasma Treatment and Gelatin Immobilization

Biopolymer fibers have great potential for technical applications in biomaterials.The surface properties of fibers are of importance in these applications.In this study,electrospun poly(L-lactide)(PLLA)/poly(ε-caprolactone)(PCL)membranes were modified by cold plasma treatment and coating gelatin to improve the surface hydrophilic properties.The morphologies of the fibers were observed by scanning electron microscopy(SEM).Atomic force microscopy(AFM)was employed to show the surface characteristics of the fibers.The chemical feature of the fibrous membrane surfaces was examined by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The surface wettability of the fibrous membrane was also characterized by water contact angle measurements.All these results show that plasma treatment can have profound effects on the surface properties of fibrous membranes by changing their surface physical and chemical features.Gelatin-PLLA/PCL membrane has great potential in applications of tissue engineering scaffolds.

Kevlar－49芳纶纤维表面接枝改性

采用空气等离子体处理Ｋｅｖｌａｒ－４９并在活化处理后的纤维表面接枝聚丙烯酸（ＰＡＡ）、聚丙烯酸乙酯（ＰＥＡ）及丙烯酸和丙烯酸乙酯的共聚物（ＰＡＡ／ＥＡ）。单丝拔出实验研究表明，空气等离子体改性的Ｋｅｖｌａｒ－４９／环氧树脂体系的界面结合强度和界面破坏能均有明显提高，其中接枝了Ｐ（ＡＡ／ＥＡ）的Ｋｅｖｌａｒ－４９／环氧树脂体系的界面破坏能（５５Ｊ／ｍ２）比未改性体系的界面破坏能（２７．８Ｊ／ｍ２）提高了一倍。

硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维增强复合材料研究进展

表面改性是增强玄武岩纤维与基体材料之间结合性能的关键。综述了硅烷偶联剂表面改性以及酸、碱刻蚀,等离子处理辅助协同硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维的研究进展,介绍了硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维在聚合物基复合材料中的应用,并对发展趋势进行了展望,同时分析了硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维当前存在的问题。

PBO纤维表面改性新进展

本文介绍了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维的结构和性能,综述了目前国内外文献报道的PBO纤维酸处理法、偶联剂处理、等离子体处理、辐射处理等表面改性技术及其研究进展。

DBD等离子体改性芳纶表面的动态工艺研究

采用介质阻挡放电(DBD)空气等离子体,选择不同放电强度及处理时间对芳纶表面进行连续动态处理。通过扫描电镜以及光电子能谱仪对处理前后芳纶表面进行表征。结果表明,经DBD等离子体处理后的芳纶表面粗糙度有较大提高,浸润性显著提高,且纤维表面C元素质量分数下降超过5%,0元素质量分数约上升8%;芳纶表面的粗糙度、浸润性及含氧基团含量均随放电强度和处理时间的增加而提高。

改善超高分子量聚乙烯纤维粘合性能的研究

本文旨在分析、探讨超高分子量聚乙烯纤维表面处理的各种方法 ,如等离子体法、化学试剂氧化法等。通过其表面处理 ,纤维表面或粗糙度有了提高或携带了极性基团 ,从而使超高分子量聚乙烯纤维与基体粘合性能得以改善。

常压等离子体改善高性能纤维粘结性的研究

以氦气为载气,氧气为反应气体,对高强度聚乙烯和Twaron 1000芳纶两种高性能纤维进行常压等离子体处理,来改善纤维的粘结性能;采用单纤维抽拔实验测定等离子体处理前后纤维与环氧树脂之间的界面剪切力;利用原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析等离子体处理前后纤维表面形态和化学成分的变化。结果表明:高强度聚乙烯纤维和芳纶经常压等离子体处理后,纤维表面粗糙度增加,纤维表面碳元素含量下降,羟基、羧基等含氧或氮的极性基团增加,纤维粘结性能得到提高,但其强度无明显变化。

等离子体处理后UHMWPE纤维与LDPE复合材料的性能

为了改善超高分子量聚乙烯纤维的界面性能,对其进行介质阻挡放电氩等离子体处理以进行表面改性。将等离子处理前后的超高分子量聚乙烯纤维分别与低密度聚乙烯基体制成相同体积比的复合材料,对试样进行纵、横向拉伸性能的测试,探讨经等离子体处理前后复合材料的界面性能。测试结果表明:经氩等离子体处理后纤维的黏合性能得到了较为显著的提高。

常压氩气等离子体对碳纤维表面亲水改性研究

该文采用常压氩气等离子体对水溶液中的碳纤维进行表面改性处理,以去除碳纤维表面浆料,并实现碳纤维的亲水功能化改性。通过扫描电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、水静态接触角测试及力学性能测试对改性后的碳纤维进行研究分析。结果表明,等离子体改性处理既可以去除纤维表面的浆料和杂质污染物,保持纤维原有的凹凸沟槽形貌特征,又可以引入大量含氧极性基团。进一步分析表明,等离子体改性处理120 s可以使纤维获得最优的浸润性能,水静态接触角可以降至45.1°。力学性能测试结果表明,这种等离子体改性方法对纤维的力学性能几乎没有影响,处理300 s后仍可保持碳纤维的抗拉强度在3.23 GPa。

国产高性能PBO纤维的常温等离子表面改性

使用等离子处理法对国产PBO纤维进行表面改性,用Micro-bond法测试纤维与树脂基体的界面剪切强度τIFSS,并测试纤维本体强度σ,系统研究了等离子体处理条件,即处理时间、功率、气压、气体氛围等对PBO纤维表面性能和本体性能的影响。实验结果显示,τIFSS最大提升96.8%,此时纤维强度保持率R=97.1%,氩气为最佳气体氛围。采用接触角和XPS测试分析处理前后纤维浸润性和表面元素变化,并使用SEM观察PBO纤维表面形态的变化,表明等离子处理后PBO纤维表面粗糙度增加,润湿性大幅改善,表面元素O/C比例增加。

N_2等离子体接枝处理丙纶改性及染色的初步研究

本研究用氮气等离子体固相表面修饰改性对丙纶纤维进行表面处理。用傅立叶变换红外光谱分析改性前后样品表面官能团变化,用扫描电镜分析改性前后样品表面的形貌变化,用紫外可见分光光度计测试样品的上染率。结果表明:等离子体表面处理及丙烯酸接枝后的丙纶纤维表面引入了羰基、胺(氨)基或酰胺等活性基,使丙纶纤维从不可上染到能染上鲜艳的阳离子艳兰,显著改善了丙纶纤维的染色品质。

等离子体表面改性玻璃纤维增强的环氧树脂性能研究

本文基于水轮发电机定子绝缘材料的性能,采用介质阻挡放电在空气中大气压下对无碱玻璃纤维进行表面改性实验,考察改性时间对玻璃纤维表面形貌及化学组成成分变化的影响。其次,用不同处理时间下的玻璃纤维掺杂双酚A型环氧树脂,并制备成复合材料,分别测试了复合材料的拉伸、弯曲等力学参数,对比分析低温等离子体改性时间对复合材料力学性能的影响。实验结果表明,经等离子体处理180s后,玻璃纤维表面出现许多刻蚀坑,并且引入了O-C=O含氧官能团,O-C=O基团含量从未处理的0%上升到7.9%,而复合材料的拉伸、弯曲强度也分别提高了30.97%、37.5%。分析表明,低温等离子体的化学刻蚀作用引起的玻璃纤维表面形貌的变化,以及表层极性基团的引入,是玻璃纤维表面活化处理中的主导过程。采用等离子体表面活化后的玻璃纤维增强环氧树脂,可以使复合材料的力学性能得到显著提高。

等离子体辐照亲水改性再生聚酯纤维及其结构演变

聚酯纤维具有低成本、易加工、力学性能好等优点,是生产、消费量最大的化学纤维之一。然而,聚酯纤维分子表面缺乏活性基团,导致其亲水性与吸湿性差,难以与其他材料复合。文中采用低成本的常压空气等离子体对再生聚酯纤维进行表面亲水处理,系统研究了再生聚酯纤维改性前后亲水性与物理化学结构的变化规律。结果表明,常压空气等离子体处理对再生聚酯纤维表面有一定的刻蚀作用,为其表面引入了羰基等极性含氧官能团;等离子体处理后再生聚酯纤维水接触角从135.9°下降到0°,并且亲水性可保持30 d之久。研究证明,常压空气等离子体处理是对再生聚酯纤维进行表面亲水化改性的有效途径。

玄武岩纤维界面改性研究进展

探讨国内外玄武岩纤维表面改性的方法与效果。系统阐述了酸碱刻蚀改性、等离子体改性、纳米改性、偶联剂改性以及稀土改性等界面改性处理的原理、研究进展情况以及各改性方法的优缺点和注意事项,并对玄武岩纤维界面改性的研究进行了展望。认为:界面改性可以有效提高玄武岩纤维增强材料的力学性能,适宜用于船舶、汽车、航天航空等领域。

UHMWPE纤维的表面改性及其在网式阻车器中的应用

本文简要介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的性能,总结了超高分子量聚乙烯纤维等离子处理法、氧化处理法、电晕放电处理法、辐射引发表面接枝处理等多种表面处理方法,讨论了这些表面处理方法对纤维增强复合材料粘结性能和本体力学性能的影响,分析了这些方法的处理效果、处理工艺等对实现连续化、工业化可行性的影响,并介绍了由UHMWPE纤维为原料制成的特种纤维网片在网式阻车器这个反恐领域的特殊应用。

基于常压协同射流等离子体改性国产高强中模碳纤维表面的研究

国产高强中模碳纤维性能优异,但其表面活性低,与树脂基体的结合能力较差。为了改善国产高强中模碳纤维表面活性,提高其与环氧树脂的界面性能,采用常压脉冲放电与射频放电协同的射流等离子体放电形式,对碳纤维表面进行改性处理,并系统研究了改性前后碳纤维的表面形貌、单丝强度、与环氧树脂的接触角、表面O/C比、含氧活性基团含量、复合材料层间剪切强度(ILSS)等参量。结果发现:等离子体处理3次时(约为120 s)碳纤维表面性能最佳,与原样相比,其接触角降低了21.3%,O/C比提升了53.3%,C1s峰上的C-O和COOH含量分别提高了95.61%与179.37%,复合材料的层间剪切强度提高了64.49%,说明其界面性能得到了大幅度提升。此外,常压协同射流等离子处理对纤维本体未造成明显损伤,且一定程度上起到修复纤维表面疵点的作用,增加了表面粗糙度,有效提高了碳纤维对树脂的浸润性能。

玄武岩纤维的低温等离子体表面改性研究

为了得到玄武岩纤维最适宜的表面性能,调整低温等离子体处理条件如放电功率、放电时间和气压,对玄武岩纤维进行了处理。测试了处理后纤维的表面摩擦性能、芯吸性能、X射线光电子能谱以及扫描电子显微镜。指出:放电功率225 W、放电时间5 min、气压20 Pa时,等离子体处理玄武岩纤维表面性能较好。认为:等离子体处理玄武岩纤维可使纤维表面变粗糙,并保持一定强度。

等离子源对碳纤维电化学性能的影响

工业残次碳纤维经过酸去除表面污染物,随后经过低压高温等离子源处理碳纤维表面得到了改性后的碳粉。利用扫描电镜和红外光谱来观察碳粉表面及自由基的变化,考察了不同的等离子体源对碳粉的电化学性能影响。结果表明,不同等离子源对电化学性能有着不同程度的提高;在900℃,CO等离子体处理2 h,制得的改性碳粉在KOH电解液中电化学性能比未经等离子体处理的比电容要提升8.3倍。

碳纤维材料表面改性技术的研究进展

碳纤维增强材料具有优异的力学性能和质量比,是先进复合材料的首选材料。由于碳的疏水性和化学惰性以及碳纤维生产过程中高温、碳化和石墨化等工序,造成碳纤维表面与聚合物分子之间界面附着力较差,这是长期存在且需要克服的问题。碳纤维表面改性技术分为化学法和物理法两类,介绍了近年来国内外在碳纤维表面改性方面的研究进展。比较了酸处理法、电化学法、碳纳米管接枝法、涂层法、等离子处理法及高能辐射法等处理方法对碳纤维表面改性的效果,并结合实际生产指出了各种方法所存在的不足。

高性能纤维表面改性及其双马树脂基复合材料界面

采用电感耦合射频等离子体(ICP)和介质阻挡放电(DBD)低温等离子体对高性能连续纤维表面进行改性,分别采用X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角测定仪(DCA)等分析测试手段系统地研究了等离子体处理时间、放电功率、放电气压等对连续碳纤维、聚苯并二噁唑(PBO)纤维改性处理前后,纤维表面状态、表面组成、表面形貌、浸润性能的变化规律以及经等离子体处理前后纤维增强双马树脂基复合材料界面结构与性能的影响关系及变化规律、复合材料界面粘结和破坏机理.研究结果表明,经过等离子体处理后,纤维表面接枝上了大量的含羧基、羟基等极性官能团,表面粗糙度增加,表面自由能增加,纤维浸润性能得到明显改善,导致纤维与双马树脂基体界面层间剪切强度(ILSS)明显提高,复合材料的破坏模式由未处理的界面脱粘破坏转变为等离子体处理后的树脂基体破坏.最后,对纤维表面时效性及其对纤维增强双马树脂基复合材料界面性能的影响关系也进行了论述.