有机纤维的品种较多,不同类型的有机纤维化学结构不同,因而其表面处理的方法也有所不同。和次磷酸钠,硫酸镍配方的化学镀表面处理的作用机理完全不同。芳纶的表面处理和超高分子量聚乙烯纤维的表面处理是主要的两种类型。增强塑料用有机纤维的表面处理工艺大致如下,我们简单阐述。
一,芳纶的表面处理
芳纶的表面处理方法主要有物理改性方法和化学改性方法。
1,物理改性方法是通过等离子体处理、电子束辐照等物理技术对纤维表面进行刻蚀利清洗,并且在纤维表面引入羟基、羰基等极性或活性基团。利用等离子体聚合工艺,可以在纤维表面生成大量活性自由基,引发单体在纤维表面上的接枝聚合反应。这样,通过刻蚀、清洗、活化和接枝的综合作用可大大改善纤维表面的物理和化学状态,进而加强纤维与基体之间的相互作用。
2,化学改性方法是通过硝化/还原、氯磺化等化学反应在芳纶表面引入氨基、羟基、羧基等活性或极性基团,通过化学键合或极性作用提高纤维与基体之间的黏结强度。
二,超高分子量聚乙烯纤维的表面处理
1,低温等离子体处理通过采用氧等离子体处理的超高分子量聚乙烯纤维,其表面可能形成多种活性基团,而且纤维的表面能提高,纤维表面形成沟槽,表面粗糙度也增加。这些有利于基体树脂液对纤维的浸润,有利于纤维与基体聚合物间的机械结合、化学结合。
2,辐射引发表面接枝处理是在纤维的表面上通过辐射引发而进行接枝聚合,纤维表面上生长出能够与基体紧密结合的缓冲层,从而改善纤维与基体间的黏结性。通常辐射源为y射线、紫外线等。目前所用的接枝单体主要是丙烯酸类单体,如丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等。
3,电晕放电处理电晕放电处理超高分子量聚乙烯纤维过程中,会产生大量的等离子体和臭氧,它们与聚乙烯纤维表面的分子直接或间接地发生作用,使其表面产生大量的极性基团
4,氧化性化学试剂表面氧化处理 是通过氧化剂或气体对纤维表面进行氧化处理,从而改变纤维表面的粗糙程度和表面极性基团的含量,有利于纤维和树脂间的界面结合。对超高分子量聚乙烯纤维进行表面氧化处理时,常用的氧化剂主要有铬酸、高锰酸钾溶液和双氧水等。
由于超高分子量聚乙烯纤维的化学惰性特别突出,使其与树脂基体的界面结合力很低。因此,必须对纤维进行适当的表面处理。对超高分子量聚乙烯纤维进行表面处理的方法主要有低温等离子体处理、辐射引发表面接枝处理、电晕放电处理、氧化性化学试剂表面氧化处理等方法。