聚酰亞胺等離子體處理改善親水性研究:
聚酰亞胺(p84)纖維具有良好的力學性、能耐輻射性、熱穩(wěn)定性和不燃燒性,可以廣泛應用于某些特殊環(huán)境中,如消防、電子航空航天和工業(yè)生產(chǎn)等領域。由于聚酰亞胺(p84)纖維受到其表面結構化學惰性和表面能的限制,粘接性差,影響其在復合材料中的增強作用??捎玫蜏氐入x子體表面改性的方法來克服纖維的這一不足。
等離子體是一種由高能帶電粒子和中性粒子組成的氣體。等離子體表面改性只發(fā)生在材料表面,不會影響纖維的本體,這樣就能使纖維在維持自身優(yōu)良整體性能的前提下充分改善其表面性能。
通過低溫等離子體表面處理,材料表面發(fā)生多重的物理和化學變化,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團,使親水性粘結性可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。
比較處理前后的p84纖維表面發(fā)現(xiàn),未處理的纖維表面光滑,而經(jīng)低溫等離子體處理后p84纖維表面出現(xiàn)凹坑。這是因為等離子體中的離子、電子激發(fā)分子或原子等粒子對纖維表面濺射刻蝕。等離子體中的化學活性物質使材料表面產(chǎn)生氧化降解等反應而引起化學微刻蝕。
在兩種刻蝕同時作用下,p84纖維表面形成凹坑,同時產(chǎn)生凸狀沉積物,因此增加了纖維表面的微觀粗糙度。經(jīng)過低溫等離子體改性后, p84纖維表面的n、o元素的相對含量顯著升高。而c元素的相對含量降低,o/c比值由25.79%升到27.32%,這表明在纖維表面新增了含氧基團。
等離子體處理使聚酰亞胺(p84)纖維表面產(chǎn)生不飽和鍵和自由基,這些不飽和鍵和自由基與空氣中的氧發(fā)生作用,生成新的含氧極性基團,從而使p84纖維表面的化學組成發(fā)生改變。
等離子體處理后聚酰亞胺(p84)纖維表面發(fā)生了氧化反應,親水性極性基團被引入到纖維表面。增強了吸濕導濕性能提高,這是由于低溫等離子體粒子轟擊聚酰亞胺(p84)纖維表面時,使表面發(fā)生刻蝕交聯(lián)氧化等過程,從而引入大量親水基團。親水基團的存在,極大地增強了纖維表面的吸濕能力;同時由于聚酰亞胺(p84)纖維經(jīng)過低溫等離子體處理后表面的凹坑增加了表面積,使吸濕導濕性能進一步提高。