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閱讀：73發(fā)布時(shí)間：2025-2-22
芳香族聚酰胺纖維是美國(guó)杜邦公司研制的一種高性能纖維，在我國(guó)通稱芳綸。其分子結(jié)構(gòu)中至少85%的酰胺鍵直接鍵合在芳香環(huán)上，且重復(fù)單元酰胺基中的氮原子和羰基均直接與芳香環(huán)中的碳原子相連，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其具有很多優(yōu)異的性能，比如高強(qiáng)、高模、耐熱性、耐化學(xué)性、耐沖擊、耐腐蝕及阻燃性能等。目前，芳綸纖維已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天等領(lǐng)域，尤其在汽車減重節(jié)能減排、新能源開發(fā)、國(guó)防、航空航天等各方面，其具有不可替代的作用。
雖然芳綸纖維的結(jié)構(gòu)賦予了其出色的性能，但是分子結(jié)構(gòu)中大量存在的苯環(huán)不易自由旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，同時(shí)影響了酰胺基團(tuán)和其他基團(tuán)間的氫鍵作用或化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致芳綸纖維表面光滑、附著力差、不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此芳綸纖維與基體間的粘合性很小。為了更好地發(fā)揮芳綸纖維的優(yōu)異性能，拓寬其應(yīng)用，必須對(duì)芳綸纖維進(jìn)行表面改性。
利用等離子體改性芳綸纖維表面是最近研究的熱點(diǎn)，等離子表面改性可以分為表面刻蝕和表面接枝兩種。等離子體表面刻蝕是利用等離子體使芳綸纖維表面形成凹坑，表面變粗糙，增大其表面積和握緊力，從而改善與基體間的粘合性能;等離子體表面接枝是利用等離子體引發(fā)基體高聚物結(jié)構(gòu)中的基團(tuán)產(chǎn)生自由基，這種自由基隨后可進(jìn)行裂解、自由基轉(zhuǎn)移、氧化和耦合等反應(yīng)在聚合物表面產(chǎn)生小分子活性基團(tuán)，或者引發(fā)其他單體進(jìn)行聚合，在聚合物表面產(chǎn)生大分子聚合物。這兩種方法都可以增大芳綸纖維的表面粗糙度，從而改善芳綸纖維的表面性能。
等離子體處理在不改變芳綸纖維本體化學(xué)結(jié)構(gòu)的同時(shí)在纖維表面引入新的極性基團(tuán)，使惰性的纖維表面得以活化。等離子體處理在芳綸纖維表面產(chǎn)生了化學(xué)作用和物理效應(yīng)，使較為光滑的纖維表面粗糙化。等離子體處理大幅度提高了芳綸纖維表面的浸潤(rùn)性能，有助于提高纖維與樹脂基體的粘結(jié)作用和復(fù)合材料界面的性能。
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