激光改性对聚氨酯表面湿润性能影响的实验研究
采用脉冲激光(λ=1 064 nm,v=3 m/s,f=45 k Hz)对聚氨酯(PUR)表面的形貌和湿润性进行改性。利用扫描电子显微镜(SEM)、三维视频显微镜、激光非接触式粗糙度测试仪研究了激光功率对PUR表面形貌的影响规律。结果表明,激光刻蚀后的PUR表面具有孔洞、凸起、沟槽的形貌特征,表面粗糙度增大;功率从1 W增大到7W的过程中,表面粗糙度逐渐增大;功率7~10 W变化时,表面粗糙度逐渐减小。采用SEM、光电子能谱仪(XPS)、SL200B型接触角测定仪探讨了激光改性对PUR表面湿润性的影响机理。结果表明,未经激光改性的PUR表面,水接触角为73°,表明此时PUR表面呈亲水性;激光改性后,水接触有所增大,当P=5 W时,接触角为94°,表明PUR表面已由亲水性变为疏水性,另外发现,随着激光功率的增加,接触角逐渐变大,当P=7 W时,水接触达到最大值123°,分析激光改性前后的PUR表面XPS图谱发现,改性后材料表面的碳氧比例(O/C)有所增加,表明含氧极性官能团增加,理论上更利于PUR表面的亲水性,但由于表面形貌的变化,材料表面仍呈疏水性,符合Cassie模型。所以,激光改性使得PUR表面湿润性发生变化主要是由其表面的形貌发生变化所引起的。
纺织结构碳纤维增强尼龙6(CFF/PA6)复合材料的模压成型工艺
采用模压方法制备纺织结构碳纤维增强尼龙6(CFF/PA6)复合材料,研究了不同成型工艺下制备的复合材料的结构与力学性能。基于对PA6树脂基体的DSC分析,以及对不同温度下制备的复合材料进行外观形貌对比,确定最佳成型温度为250℃;调节模压成型压力,制备一系列CFF/PA6复合材料,并借助以下表征手段对复合材料结构与性能进行评价:采用静力学实验测试CFF/PA6的拉伸、弯曲和冲击强度,分析强度与韧性随成型压力的变化规律;采用密度法对CFF/PA6复合材料进行孔隙率测试,考察CFF/PA6复合材料模压成型压力对孔隙率的影响;借助扫描电子显微镜观察CFF/PA6复合材料的断面形貌。基于实验结果,最终确定CFF/PA6复合材料的模压成型压力为2.5~3 MPa。在该条件下制备的CFF/PA6复合材料,冲击强度、弯曲强度和拉伸强度分别为67 k J/m2、603.94MPa和321.82 MPa。