等离子体改性纤维增强层积材高频快速胶合工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

针对速生材固有的缺陷，利用等离子体改性技术处理纤维增强材料，将其与木质单板复合，通过高频热压快速胶合制备单板层积材，从而提高其力学性能。研究等离子体改性对纤维增强材料表面特性的影响，纤维增强材料高频胶合工艺单板层积材力学性能的影响，以获得较优的等离子体改性纤维增强层积材工艺参数。

2. 国内外研究现状分析

在国内，贾露等研究了等离子体处理电纺纤维，并在不改变纤维形貌和本身性质的同时获得了具有良好SERS增强效果的PAN/Au纳米纤维。王欢等研究了等离子体处理对 UHMWPE 纤维性能的影响，改性处理后，纤维表面的活性基团明显增多；改性后纤维表面明显有刻蚀作用，纤维表面接触角下降 28.95%，纤维与树脂基体的黏结度提高约 28.35%。李国涵等在研究等离子体技术在合成纤维改性中的应用进展中发现它可以改善纤维的亲水性，黏合性等。赵俊石等研究了玻璃纤维增强杨木单板复合层板结构与工艺，并得出玻璃纤维在板坯中的铺放位置对复合材料层板的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)的增强效果显著。陈勇平等在研究高频介质加热在木材胶合中的应用时发现，LVL厚度越大,高频介质加热效果越明显。李文定等在研究豆胶胶合板的高频热压机理及胶合特性时得出，高频热压系统显示出高效的升温速率和干燥速率，当单板双面涂胶量为 400 g /m²、板材厚度为 40 mm 时，高频热压时间仅为 12 min，胶层湿态剪切强度为 0．83 MPa，达到Ⅱ类胶合板的标准要求。在国外，Kravchenko, O.G.等研究了等离子体功能化碳纳米结构在复合材料层合板补强和分层裂纹监测中的应用，等离子体功能化碳纳米提高了层合板的力学性能以及感知能力。Jin等人先用聚吡咯涂抹在 UHMWPE 纤维表面， 然后用等离子体进行预处理， 结果发现复合材料的界面黏附力提高了 848%，抗压性能提高了54%。Preedy等人利用常压低温等离子体(CAP)处理 UHMWPE. He 和 He/O₂ 冷气体等离子体能有效地提高 UHMWPE 纤维的耐磨损牢度和黏合力。

3. 研究的基本内容与计划

【内容】：本实验分为两部分；

1.研究等离子体改性对纤维增强材料表面特性的影响

2.纤维增强材料高频胶合工艺单板层积材力学性能的影响

4. 研究创新点

等离子体技术相对其他技术所具有的优势是很明显的，节能、节水、对环境友好无污染、操作灵活多变，同时对纤维的加工能达到与传统使用化学物质的加工方法一样的效果甚至更好，能满足特定的要求。纤维表面性能可以在相对较短的处理时间内选择性地增强而不损害被处理织物原来的性能，等离子体处理可以用来创造传统的湿化学整理所没有的表面特性，使用有害化学物质的加工工艺逐渐被等离子体处理所淘汰，等离子体处理被视为一个可持续发展的过程。本文进一步研究了等离子体改性纤维增强层积材使用高频快速胶合工艺对其力学性能的影响，从传统的加工工艺上寻求突破。