碳纖維自身具備極高的惰性，想要與之融合浸潤并不容易，因此材料專家們通過反復(fù)試驗，發(fā)現(xiàn)對碳纖維表面進行一定的處理，可以增加化學(xué)鍵，提高碳纖維與樹脂基體的界面結(jié)合強度，從而完成復(fù)合材料的融合，提高其機械性能。目前已知的碳纖維表面處理方式有等離子體處理、電化學(xué)氧化、濕化學(xué)處理以及熱處理等。
　　
 
　　以上的處理方式都可以一定程度提高復(fù)合材料的潤濕性和粘結(jié)力，但存在成本較高、能耗較大和纖維強度損失較多等問題，因此材料專家們不斷優(yōu)化流程，企圖找到一些方便快捷的方案。智上新材料將結(jié)合專業(yè)論文，介紹等碳纖維表面經(jīng)過介質(zhì)阻擋放電（DBD）等離子體處理后，制備的熱塑性CF/PP復(fù)合材料的彎曲性能表征。
　　
 
　　等離子體處理對熱塑性CF/PP復(fù)合材料彎曲性能的影響
　　
　　1、等離子體處理：使用在空氣中操作的介質(zhì)阻擋放電（DBD），如上圖所示。將兩個直徑為150mm的圓形銅電極放置在DBD等離子體配置中，每個電極均覆蓋有厚度為2mm、直徑為210mm的圓形石英玻璃板，石英玻璃板間隙為6mm。將碳纖維放置在下方石英玻璃板上，電源提供8kV電壓和8kHz頻率的脈沖型交流電，放電過程中，上電極產(chǎn)生的大量致密細絲狀微放電轟擊纖維表面。等離子體處理的持續(xù)時間分別為30秒、60秒和120秒。
　　
　　2、制備CF/PP復(fù)合材料：將碳纖維與聚丙烯（PP）顆粒混合，再利用熱壓機熱壓，壓制溫度為170℃，冷卻溫度60℃，加熱時間5分鐘，冷卻時間3分鐘，壓力為150×104 kg/m2，制備出熱塑性CF/PP復(fù)合材料。
　　
　　3、三點彎曲測試：根據(jù)中國標(biāo)準GB/T9341-2000，將熱塑性CF/PP復(fù)合材料切割成窄腰啞鈴形試樣。三點彎曲（TPB）測試在萬能試驗機上進行，測試時荷載垂直作用于試樣的長軸，加載速度為0.01mm/min，支撐間距為40mm。
　　
 
　　4、測試結(jié)果：上圖展示了等離子處理熱塑性CF/PP復(fù)合材料的彎曲強度和模量與處理時間的關(guān)系，隨著處理時間的延長，彎曲強度和模量不斷增加，在處理時間為90秒時達到最大值，分別為184.2MPa和2.82GPa。彎曲強度和模量的增加，是因為碳纖維與聚丙烯基體之間形成了更強的界面粘結(jié)作用，使得界面能夠吸收更多的應(yīng)變能量，在斷裂前承受更大的載荷。
　　
　　通過科學(xué)實驗，我們了解到碳纖維表面經(jīng)過等離子體處理后，制備的熱塑性CF/PP復(fù)合材料的彎曲強度和模量大幅提高，表明這種處理方法顯著增強了材料的碳纖維和聚丙烯基體的界面粘結(jié)性。該方案同樣適用于其他熱塑性樹脂，但具體的處理方式有待調(diào)整。