用于处理增强纤维的方法以及经处理的增强纤维技术

本发明专利技术提供经表面处理的纤维及处理各个纤维表面的方法。一种示例性方法包括使前驱气体在常压等离子体发生器内经受生成常压等离子体的放电以形成反应性物质流，所述反应性物质流包括反应性氧物质，以及将增强纤维暴露于所述反应性物质流中保持足以使氧气将所述增强纤维功能化的处理时间，由此使得所述增强纤维的复合材料基体界面粘附力或所述增强纤维的复合材料基体界面强度中的至少一者增大。所述前驱气体优选地包含载气和氧化性气体，所述氧化性气体以至多25体积％的量包含在所述前驱气体中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利申请提供用于处理增强纤维的方法以及经处理的增强纤维。
技术介绍
纤维诸如碳纤维、陶瓷纤维和玻璃纤维被用作聚合物基体的增强纤维以形成结构复合材料。此类纤维强化结构复合材料必须满足每个具体应用的多种性能要求。对用于例如航空预浸材或制造轻型复合材料压力容器的纤维强化聚合物复合材料的一项重要性能要求是经固化的纤维强化结构复合材料的强度。需要不断改善用于此类高强度应用的纤维强化结构复合材料的强度。
技术实现思路
出人意料地发现，利用氧化性气体对增强纤维进行常压等离子体处理可改善由经处理的增强纤维制得的纤维强化聚合物复合材料的特性，特别是强度，甚至采用浓度相对较低的氧化性气体亦可。因此，在一个方面，本公开描述了一种用于处理增强纤维的方法(实施方案A)，该方法包括将包含载气和氧化性气体的前驱气体输送到常压等离子体发生器内生成常压等离子体的放电中以形成反应性物质流，其中氧化性气体构成前驱气体的至多25体积％，并将未经处理的增强纤维暴露于该反应性物质流中保持足以使氧气将增强纤维功能化的处理时间，由此使得经处理的增强纤维的复合材料基体界面粘附力或经处理的增强纤维的复合材料基体界面强度中的至少一者增大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理增强纤维的方法，所述方法包括：(a)将包含载气和氧化性气体的前驱气体输送到常压等离子体发生器内生成常压等离子体的放电中以形成反应性物质流，所述氧化性气体构成所述前驱气体的至多25体积％，所述反应性物质流包含由所述氧化性气体产生的反应性含氧物质；以及(b)将未经处理的增强纤维暴露于所述反应性物质流中保持足以使氧气将所述增强纤维功能化的处理时间，由此使得经处理的增强纤维的复合材料基体界面粘附力或经处理的增强纤维的复合材料基体界面强度中的至少一者增大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 US 61/986,414;2015.04.27 US 62/153,2811.一种用于处理增强纤维的方法，所述方法包括：(a)将包含载气和氧化性气体的前驱气体输送到常压等离子体发生器内生成常压等离子体的放电中以形成反应性物质流，所述氧化性气体构成所述前驱气体的至多25体积％，所述反应性物质流包含由所述氧化性气体产生的反应性含氧物质；以及(b)将未经处理的增强纤维暴露于所述反应性物质流中保持足以使氧气将所述增强纤维功能化的处理时间，由此使得经处理的增强纤维的复合材料基体界面粘附力或经处理的增强纤维的复合材料基体界面强度中的至少一者增大。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述未经处理的纤维在所述未经处理的纤维的外表面的至少一部分上具有胶料，另外，其中所述经处理的纤维基本上不含所述胶料。3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述未经处理的增强纤维暴露于所述反应性物质流中还包括使所述增强纤维与所述生成常压等离子体的放电保持距离，由此使得所述生成常压等离子体的放电不损伤所述增强纤维。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化性气体包括O2、空气、N2O、NO2或它们的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述载气包括氦气、氩气或它们的组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述生成常压等离子体的放电选自电气放电、火花放电、滑动弧放电、电晕放电、脉冲电晕放电、射频等离子体放电、微波频率放电、辉光放电、扩散阻挡放电、大气压射流放电或它们的组合。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理时间选自0.01秒至10分钟。8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将等离子体处理区与环境气氛屏蔽，所述反应性物质流和所述增强纤维穿过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽巴·帕尔卡尔，塞思·M·柯克，莫塞斯·M·大卫，克雷格·A·米勒，德里克·M·波里尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US