在輕量化浪潮席卷航空航天、風電能源與汽車工業(yè)的今天，玻璃纖維增強聚合物（GFRP，Glass Fiber Reinforced Polymers） 憑借其出色的高比強度與可調(diào)節(jié)的機械性能，已成為制造業(yè)的“寵兒"。從百米長的風電葉片，到復雜的飛機內(nèi)部構(gòu)件，再到新能源汽車的結(jié)構(gòu)件，GFRP的應用無處不在。

然而，一個長期困擾工程界的問題始終懸而未決：為什么GFRP材料，在實際應用中卻頻頻遭遇涂層脫落、界面分層和膠接失效的痛點？

等離子體處理的作用

等離子體處理是一種多功能且環(huán)保的技術(shù)，用于在不改變玻璃纖維整體特性的情況下改性其表面。通過將纖維暴露于受控的等離子體環(huán)境中，會發(fā)生一些有益的變化：

• 去除有機污染物和殘留物

• 介紹極性官能團（例如，羥基，羧基）

• 表面能和潤濕性的增加

• 表面化學改性以增強粘結(jié)

這些變化使得纖維表面與環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂和PMMA等聚合物系統(tǒng)之間的相互作用得到改善。

工藝參數(shù)

處理參數(shù)如功率、處理時間、壓力和氣體成分可以根據(jù)材料和預期結(jié)果進行調(diào)整。像Harrick等離子體擴展等離子體清潔系統(tǒng)這樣的設(shè)備提供了靈活性，可以根據(jù)廣泛的GFRP相關(guān)應用調(diào)整等離子體條件，從溫和的表面活化到更積極的清潔過程。

The LPP chamber plasma cleaner from Harrick Plasma (Ithaca, NY, USA) was utilized, employing air to generate plasma at a pressure of 40 Pa. The treatment duration lasted for 180 s under an electric power of 9 W. The process gas (air) was introduced into the chamber at flow rates typically ranging from 1 to 2 SCFH (standard cubic feet per hour) and at low to medium pressure (26–80 Pa). The chamber operates with an oscillating radio frequency (RF) electric field generated in the gas region through magnetic induction. The optimized operational parameters include the duration of time spent in the chamber and the power settings.

設(shè)備型號：PDC-32G

處理氣體：空氣

處理功率：9W

處理真空：40Pa

處理時長：180s

應用文獻：

Abenojar, J., López de Armentia, S., del Real, J.-C., & Martínez, M.-A. (2024). Influence of the Magnetization of Thermally Expandable Particles on the Thermal and Debonding Properties of Bonding Joints. Inorganics, 12(5), 129.doi.org/10.3390/inorganics12050129

Hansen, D., Bomholt, N., Jeppesen, J. C., & Simonsen, A. C. (2017). Contact angle goniometry on single micron-scale fibers for composites. Applied Surface Science, 392, 181–188. doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.09.018

結(jié)論

等離子體處理是一種靈活的表面改性技術(shù)，通過改善纖維潤濕性、附著力和界面相容性來提高GFRP復合材料的性能。通過更好地控制纖維-基體相互作用，等離子體處理支持開發(fā)更強、更可靠和更高效的復合材料。

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