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高分子表面改性处理及其增强界面粘接研究进展
张陆, 陈国安, 龚越, 贾叙东, 张秋红
南京大学学报(自然科学版), 2025, 61(
2
): 333-351. DOI:
10.13232/j.cnki.jnju.2025.02.014
图1
(a)所选碳纤维增强聚合物样品的润湿性图（等离子体处理之前的表面（上），处理后的表面（下））
[
24
]
；
(b)芳纶纤维表面处理流程图与芳纶纤维表面交联反应机理
[
50
]
；(c)织物与橡胶复合材料的制备工艺
[
51
]
本文的其它图/表
图2
(a)碳纤维增强聚合物处理前（左）、后（右）试样的断裂面
[
52
]
；(b)碳纤维增强聚合物处理后搭接接头的断裂模式
[
53
]
；(c) He/O
2
等离子体处理碳纤维增强聚合物样品在不同射频功率和处理时间下的扫描电子显微图(SEM)
[
54
]
图3
(a)原始、低压等离子体处理以及常压等离子体处理的木塑复合材料的SEM图
[
55
]
；(b)未处理、低压等离子体处理和常压等离子体处理聚醚醚酮的表面能比较图
[
49
]
表1
等离子体处理增强界面粘接
图4
(a)经火焰处理后的聚乙烯照片
[
56
]
；(b)激光显微图像检测表面活化前、后聚丙烯表面的表面粗糙度
[
30
]
图5
(a)火焰处理前（左）、后（右）芳纶/环氧复合材料表面的原子力显微镜（AFM）照片
[
29
]
；(b)溶剂擦拭碳纤维增强聚合物样品（左）和12次火焰处理后碳纤维增强聚合物样品的表面（右）
[
61
]
；
(c)火焰处理玻璃纤维增强环氧树脂不同次数后拉伸剪切强度
[
62
]
表2
火焰处理增强界面粘接
图6
(a)原始聚醚砜膜表面与添加6 wt%丙烯酸后紫外改性聚醚砜膜的表面AFM图
[
73
]
；
(b)紫外处理胶接复合材料接头断裂的宏观形貌
[
65
]
；(c)紫外光修饰聚丙烯表面的SEM图
［
74
]
图7
(a)不同强度真空紫外照射后聚甲基丙烯酸甲酯表面的AFM图
[
70
]
；(b)紫外处理前环烯烃聚合物表面AFM图（左），紫外处理环烯烃聚合物表面4 min后断裂面AFM图（中），紫外处理环烯烃聚合物表面8 min后断裂面AFM图（右）
[
69
]
图8
(a)用复合材料搭接剪切实验研究了紫外/臭氧处理对聚乙烯（左）和聚醚醚酮（右）与环氧树脂黏合的影响
[
31
]
；
(b)原始聚苯乙烯薄膜和紫外/臭氧处理1.0 s和3.5 s的聚苯乙烯薄膜的有效黏度与膜厚度的关系
[
63
]
表3
紫外光（UV）处理增强界面粘接
图9
有机⁃无机杂化气凝胶的制备工艺示意图
[
88
]
表4
原子层沉积处理增强界面粘接
图10
(a)羟基化聚醚醚酮改性复合材料界面增强机理示意图
[
43
]
；(b)以乳酸为连接分子的咪唑阳离子接枝纤维素纳米晶的合成
[
90
]
图11
(a)在水、热引发剂过硫酸铵和促进剂N，N,N'，N'⁃四甲基乙二胺存在的条件下，将单体丙烯酰胺与光引发剂4⁃苯甲酰丙烯酸甲酯共聚，合成了光引发剂接枝聚合物链
[
93
]
；(b)表面引发的氢原子转移可逆加成⁃破碎链转移示意图，利用聚乙烯表面的直接引发
[
94
]
表5
表面接枝处理增强界面粘接
图12
(a)不同硅烷溶液浓度处理的聚酰亚胺纤维表面的AFM图(A⁃0到A⁃6代表用0 wt%, 2 wt%, 3 wt%, 4 wt%,5 wt%和6 wt%硅烷溶液处理过的聚酰亚胺纤维样品
[
100
]
)；(b)未经处理、巯基硅烷处理、等离子体处理和等离子体/巯基硅烷处理的标本的断裂表面图
[
101
]
表6
硅烷偶联剂处理增强界面粘接
图13
(a)尼龙66纤维一步浸渍处理工艺示意图及纤维⁃浸渍层与浸渍层⁃橡胶的相互作用
[
95
]
；
(b)上图为浸渍涂层的浸渍过程，下图为浸渍层与橡胶之间的相互作用
[
103
]
图14
芳纶纤维表面涂层的制备工艺及交联反应示意图
[
105
]
表7
浸渍涂层处理增强界面粘接
