【摘 要】
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聚酰亚胺指的是分子主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,因其优异的刚性分子结构,具备良好的力学性能、耐高温性能、耐辐射性能,能够被广泛应用到航空航天、微电子、环保等诸多的领域。但又由于它分子刚性过于强大,大分子链缺少活性基团,导致PI纤维表面光滑,润湿性差,与其他材料结合能力弱。所以本课题采用低温等离子体改性方式,对PI纤维进行表面改性处理,研究纤维及其织物的表面性能变化。本课题首先使用单因素分析法,从
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聚酰亚胺指的是分子主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,因其优异的刚性分子结构,具备良好的力学性能、耐高温性能、耐辐射性能,能够被广泛应用到航空航天、微电子、环保等诸多的领域。但又由于它分子刚性过于强大,大分子链缺少活性基团,导致PI纤维表面光滑,润湿性差,与其他材料结合能力弱。所以本课题采用低温等离子体改性方式,对PI纤维进行表面改性处理,研究纤维及其织物的表面性能变化。本课题首先使用单因素分析法,从放电功率、放电时间、放电压强三个不同角度去研究三个因素对PI纤维的断裂强力以及表面摩擦性能的影响,从而确定正交试验所需要的水平。其次,本课题利用正交试验以及极差分析法分析出纤维拉伸性能、表面摩擦性能、润湿性能、粘结性能的优化方案——放电功率230W、放电时间240s、放电压强15Pa。接着,选择出未处理、较轻处理、较优处理、较重处理四种不同处理方案的样品,对其用SEM显微镜、XPS能谱仪、红外光谱仪进行表面观察,从而得知:低温等离子体改性会对PI纤维进行刻蚀,让纤维表面出现疙瘩状的突起;除此外,低温等离子体改性会让纤维表面的C元素占比减少,O元素和N元素占比增加,同时经过低温等离子体改性,纤维表面出现了C=O、COOH等新的官能团,同时羟基、氨基含量有所提升。本课题对低温等离子体改性后的PI纤维和PI织物的进行粘结性能进行了重点研究,通过纤维与聚四氟乙烯膜的剥离强力和剥离功、纳米金属薄膜与织物的剥离强力和剥离功,来表征纤维粘结性能以及织物粘结性能的变化。研究发现,在较优方案A3B3C1,即放电功率230W、放电时间240s、放电压强15Pa的处理情况下,PI纤维与聚四氟乙烯薄膜的剥离强力与未处理的样品相比提升43.97%,剥离功相比未处理提升59.45%,织物与纳米金属薄膜的剥离强力相比未经过低温等离子体处理的样品提升17.78%,剥离功相比提升32.13%。同时,课题对于进行低温等离子体预处理的镀膜织物的耐磨性也进行了研究,研究发现低温等离子体预处理可以提高镀膜织物的耐磨性。除此外,课题也用SPSS统计软件对PI纤维的静摩擦因数、动摩擦因数与纤维剥离强力、剥离功进行了分析,从而发现:PI纤维的静、动摩擦因数与纤维剥离强力之间存在相关性,其中PI纤维表面静、动摩擦因数与PI纤维剥离强力的多元拟合函数公式为=3.105+17.843,相关系数的平方为0.732。本课题还对低温等离子前处理对镀膜PI织物的导电性影响以及时间对低温等离子体对PI材料处理效果的影响做了研究。研究发现:低温等离子体前处理可以有效地提高镀膜PI织物的导电性;低温等离子体对PI材料的改性效果会随着放置时间增长而减弱,而且在放置相同时间以及相同温湿度下,PI纤维的改性效果下降速度相比PI织物快。图18,表25,参考文献97篇
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