[發明專利]一種等離子改性玻璃纖維的制備裝置、方法及其應用

有效

• 申請號: 201610825349.8
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106400460B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 楊國清;馮媛媛;楊越;王德意;寇長珍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: D06M10/02
• 分類號: D06M10/02;C08K9/00;C08K7/14;C08L63/00;D06M101/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

本發明公開了一種等離子改性玻璃纖維的制備裝置，包括脈沖電源裝置、放電裝置以及測量裝置，脈沖電源裝置包括脈沖電源和與其相連接的電壓調節器，放電裝置包括高壓電極和地電極，在高壓電極下表面設置有單邊阻擋介質，測量裝置包括示波器。解決了現有改性方法制備的改性玻璃纖維耐熱性，其后續制備的復合材料不能適應較高溫度的使用環境的問題。本發明還公開了進行等離子改性玻璃纖維制備的方法，步驟1，玻璃纖維的預處理，步驟2，利用等離子改性玻璃纖維的制備裝置對進行過預處理的玻璃纖維進行等離子體改性。本發明還公開了利用制備的等離子改性玻璃纖維制備的復合材料，其中等離子改性玻璃纖維和環氧樹脂的質量比為30:100～110。

技術領域

本發明屬于新型復合材料技術領域，涉及一種等離子改性玻璃纖維的制備裝置。本發明還涉及該等離子改性玻璃纖維的制備方法。本發明還涉及利用該方法制備的等離子改性玻璃纖維的應用。

背景技術

無堿玻璃纖維通常用作環氧樹脂的增強材料，復合環氧樹脂具有絕緣性能良好、機械強度高等一系列優點，因而在電氣領域里有廣泛的應用前景。然而由于玻璃纖維自身的結構導致其與環氧樹脂基體之間的結合性差，故需要對其進行表面處理，使其更易于與環氧樹脂結合，從而提高復合材料的各項性能。

目前，對纖維材料的表面改性方式有很多，其中包括：化學改性、偶聯劑改性、等離子體改性、輻射改性等。國內外的主要研究基本采用偶聯劑改性纖維，使其性能得到一定提高。這是因為偶聯劑分子中含有與基體樹脂結構相似的基團，從而增強纖維與基體樹脂之間的作用力來獲得良好的界面性能。但偶聯劑的加入會使復合材料中引入一定雜質，反而降低復合材料的力學性能和絕緣性能，同時，偶聯劑屬于化學試劑，在一定程度上對環境有不良的影響，因此在復合材料領域里的應用受到限制。而等離子體處理材料具有效率高、不產生污染和方便操作等優點，對于復合材料的性能有一定程度的提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種等離子改性玻璃纖維的制備裝置，解決了現有改性方法制備的改性玻璃纖維難以與環氧樹脂基體結合從而導致力學性能不好的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種等離子改性玻璃纖維的制備裝置，包括脈沖電源裝置、放電裝置以及測量裝置，脈沖電源裝置包括脈沖電源和與其相連接的電壓調節器，放電裝置包括高壓電極和地電極，在高壓電極下表面設置有單邊阻擋介質，測量裝置包括示波器。

本發明的特點還在于，

高壓電極與地電極相對設置，高壓電極與脈沖電源連接，旋轉電機與地電極連接。

旋轉電機與5V直流電源連接，地電極下方設置有碳刷，碳刷一端接地，一端緊貼地電極，起到接地作用。

示波器與220V交流電源連接，示波器與脈沖電源通過兩根信號線連接，分別用來傳輸電壓信號和電流信號，220V交流電源還與脈沖電源和電壓調節器分別連接。

脈沖電源裝置的型號為CTP2000K；示波器的型號為ADS1102。

本發明的另一目的是提供利用上述裝置進行的等離子改性玻璃纖維的制備方法。

本發明的另一技術方案是，一種等離子改性玻璃纖維的制備方法，利用了權利要求1等離子改性玻璃纖維的制備裝置，具體按照以下步驟實施：

步驟1，玻璃纖維的預處理，

步驟2，利用等離子改性玻璃纖維的制備裝置對步驟1進行過預處理的玻璃纖維進行等離子體改性。

本發明的特點還在于，

步驟1具體為：

步驟1.1，將玻璃纖維放入含有丙酮的超聲波清洗機中清洗0.5～1h，去除玻璃纖維表面污穢；玻璃纖維的長度為0.15mm～0.2mm，單絲直徑為11μm～15μm；