Изменение капиллярности арамидных волокон при модификации высокочастотным разрядом пониженного давления Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

М. Ф. Шаехов, Е. Д. Хальфина

ИЗМЕНЕНИЕ КАПИЛЛЯРНОСТИ АРАМИДНЫХ ВОЛОКОН ПРИ МОДИФИКАЦИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ РАЗРЯДОМ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: высокочастотный разряд, арамидное волокно, капиллярность.

Обработка арамидных волокон высокочастотной разрядом пониженного давления увеличивает адгезионную прочность, что важно при применении их в композиционных материалах. Модификация плазмой позволяет увеличить гидрофильные свойства материала.

Key words: RF disharge, aramide fibre , capillarity.

Processing of aramide fibres RF disharge of the lowered pressure increases adhesive durability that is important at their application in composite materials. Updating by plasma allows to increase hydrophilic properties of a material.

Арамидное волокно характеризуется низкой плотностью - 1450 кг/м3, высокой прочностью при растяжении - 3200 МПа, а значит и высокой удельной прочностью - 2,20 (для сравнения удельная прочность стали 0,28), способностью сохранять прочностные свойства при повышенных температурах (при 300°С прочность 2700 МПа) [1].

Известно, что долговечность эксплуатации композиционного материала во многом определяется свойствами полимерной матрицы и армирующего волокна, а также адгезионной прочностью между ними.

Главными научно-техническими задачами получения композиционного материала из многофиламентного волокна является наиболее полная его пропитка матрицей и создание прочного соединения между волокном и матрицей. Для начала физико-химического взаимодействия между волокном и матрицей они должны войти в физический контакт, который достигается смачиванием поверхности волокна материалом матрицы [2].

Эксперименты проводились на ВЧ плазменной установке емкостного разряда с плоскопараллельными электродами при частоте 13,56 МГц [3]. В качестве плазмообразующего газа использовался аргон. Расход плазмообразующего газа 0,04 г-с"1, давление в разрядной камере 26,6 Па, напряжения на аноде 3-5 кВ, время обработки 5 мин.

В качестве объектов исследования выбраны арамидные волокна. Исследовалась капиллярность волокон по воде и по эпоксидной смоле марки ЭД-20 до и после ВЧ плазменного воздействия.

Исследования показали, что обработка ВЧ плазмой пониженного давления повышает капиллярность волокна на 30-80% как по воде, так и по эпоксидной смоле на 20-40%. С увеличением анодного напряжения с 3 до 5 кВ капиллярность волокна возрастает.

По проведенным исследованиям выяснено, что характер изменения капиллярности по воде и по эпоксидной смоле различен. Так арамидное волокно с большим изменением капиллярности по воде имеет наименьшую капиллярность по эпоксидной смоле и наоборот

Литература

1. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А.Б. Геллера, М.М. Гельмонта; под.ред. Б.Э. Геллера. - М.: Машиностроение, 1988. -448 с.: ил.

2. Сергеева, Е.А. Рынок нанокристаллических волокон: состояние, перспективы, инновации / Е.А. Сергеева. - Казань: Казан.гос.ун-т, 2010. - 128 с.

3. Абдуллин, И.Ш. Модификация нанослоев в высокочастотной плазме пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, И.Р. Сагбиев, М.Ф.Шаехов. - Казань: Изд-во Казан. технол. унта, 2007. - 356 с.

© М. Ф. Шаехов - д-р техн. наук, проф. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, shaechov@kstu.ru; Е. Д. Хальфина - сотр. КГТУ.