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北化工《ACS Omega》:一种连续快速的大气等离子体装置
发布时间:2022-09-26 09:04:56 来源:雷火电竞登录 作者:雷火电竞链接

  发表名Rapid and Continuous Atmospheric Plasma Surface Modification of PAN-Based Carbon Fibers在这项工作中,开发了一种连续快速的大气等离子体装置,用于快速改性 PAN 基碳纤维 (CFs) 的表面。等离子处理 60 秒后,CF的层间剪切强度 (ILSS) 从 64.9 增加到80.0MPa。进一步的机械和表面结构表征表明,等离子体的效果是不同的,取决于处理时间。当处理时间小于15s时,等离子体的作用主要是物理刻蚀CFs表面,CFs的ILSS迅速增加。进一步延长等离子体处理时间不会增加表面粗糙度,但会促进 CFs 表面上含氧官能团的添加,对应于 ILSS 的较慢生长速率。

  通过介质阻挡放电 (DBD) 方法产生大气等离子体,其能量强度明显低于低压下产生的等离子体。因此,提出了CFs的等离子体处理机制:大气等离子体强度不足以同时蚀刻CFs表面的所有碳原子;因此,石墨平面上的碳原子被选择性地蚀刻,然后在蚀刻引起的暴露的碳位点上附着含氧官能团。

  图2. (a) CFs 不同处理时间的层间剪切强度 (ILSS)、(b) 拉伸强度和 (c) 拉伸模量;(d) 不同处理时间的等离子处理碳纤维的XRD图,(e) 不同处理时间等离子处理碳纤维的晶体平面间距 ( d 002 ),和 (f) 等离子处理碳纤维的晶粒尺寸 ( Lc )时间不同。

  在这项工作中,开发了一种基于 DBD 方法的大气等离子体装置,用于对 PAN 基碳纤维进行连续表面处理。这种连续等离子处理是一种简便、有效、环保的表面改性方法,对碳纤维行业很有前景。