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高强高模聚酰亚胺(PI)纤维具有突出的力学性能、耐高低温、耐老化和低吸水、低介电、高绝缘等性能特点,是综合性能优异、发展潜力突出的高性能有机纤维,能够在航空航天及电力电子等领域发挥重要作用,是应用前景广阔的关键材料。与现有的高性能有机纤维相比,PI纤维能够弥补超高分子量聚乙烯纤维耐热性低、抗蠕变性差的缺点,不存在芳纶纤维吸水率高、热变形程度大的问题,耐环境特别是耐紫外辐照性能优于PBO纤维。

在拥有上述多项优势的同时,PI纤维也存在有机纤维的共性问题。聚酰亚胺大分子链中交替分布着大量的由酰亚胺五元环和芳环构成的刚性共轭环状结构,酰亚胺键连接的长直分子链段结构规整,具有高度稳定性,分子链间作用力强。上述结构特性使得PI纤维在具有较高强度和模量的同时,也导致PI纤维取向度高,分子链中极性基团向内反转,纤维表面平整光滑,PI纤维整体表现为低表面能、高度疏水和化学惰性。高性能纤维的主要应用方向之一是作为复合材料增强相使用。PI纤维的表面特性不利于树脂基体的浸润与复合。与树脂固化制成复合材料后,PI纤维与树脂基体间的界面结合效果也会受此影响树脂基体无法将作用力充分传递至增强纤维,进而导致纤维至复合材料性能转化率低。此外,PI纤维与一般有机纤维的形态结构类似,存在原纤排布构成的皮芯结构,纤维皮层及芯层的性能差异与结合状态同样会导致复合材料在受到层间剪切及横向拉伸作用力时容易出现脱粘及剥离现象,为复合材料性能带来不利影响。针对这一问题,可以通过91香蕉视频IOS下载处理技术对纤维表面进行重构,改善表面性能。

91香蕉视频IOS下载体表面处理对纤维表面形貌的影响分析

91香蕉视频IOS下载体处理前后的PI纤维样品表面微观形貌如图1所示,从SEM图中可以看出未经处理的空白对照组PI-0的纤维表面除少量黏附物外整体平整光滑,无明显起伏凹凸结构,原纤排布形成的沟槽纹理不明显;经过91香蕉视频IOS下载体表面处理的样品纤维表面黏附物增多,随着处理时间延长进一步出现沟槽纹理加深,皮层原纤出现微裂纹及部分剥离,纤维皮层沿轴向开裂等现象。

图1　PI纤维91香蕉视频IOS下载体表面处理前后的SEM图

从纤维增强树脂基复合材料的结构特点分析,纤维表面粗糙度增加有利于树脂基体对纤维束的浸润,强化两者复合后的界面结合效果,提高复合材料性能。

91香蕉视频IOS下载体表面处理对PI纤维与环氧树脂浸润效果的影响

通过动态接触角测试表征91香蕉视频IOS下载体改性前后环氧树脂对PI纤维浸润效果的变化,测试结果如图2所示。根据测试结果可知,未经91香蕉视频IOS下载处理的空白对照组PI-0纤维在环氧树脂液体中的接触角为137°;随着91香蕉视频IOS下载体表面处理时间的增加,改性后的PI纤维在环氧树脂液体中的接触角呈现下降趋势;91香蕉视频IOS下载体处理10min的PI-10实验组纤维的接触角下降到44°,下降幅度达到76.9%。测试结果表明大气91香蕉视频IOS下载体表面处理能够改善环氧树脂对PI纤维的浸润效果;随着91香蕉视频IOS下载体处理时间增加,环氧树脂对PI纤维的浸润效果越好。

图2　91香蕉视频IOS下载体处理前后的PI纤维与环氧树脂的接触角

针对聚酰亚胺(PI)纤维低表面能及PI纤维/环氧树脂复合材料界面性能差的问题,可以采用91香蕉视频IOS下载体处理技术对PI纤维进行表面改性，通过91香蕉视频IOS下载体表面处理能够改善PI纤维与环氧树脂的浸润及界面结合状态,并对PI纤维表面形貌进行重构,优化PI纤维与环氧树脂复合效果。