Modificación de fibras de carbono mediante plasma : efectos sobre las propiedades superficiales interfaciales

Abstract

Este trabajo tiene como principal objetivo establecer los efectos del tratamiento con plasma de oxígeno sobre las superficies de fibras de carbono de alta fuerza y de ultra alto módulo. Los dos tipos de fibras seleccionados fueron tratados mediante plasma en condiciones suaves. La química superficial de las fibras se caracterizó mediante tensiometría, espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y cromatografía de gases inversa. La morfología superficial se estudió mediante microscopia electrónica de barrido y microscopia de efecto túnel. Por último, se prepararon materiales compuestos monofilamentares y se determinó su resistencia al corte interfacial. Los resultados permiten concluir que la tensiometría proporciona una información más directamente relacionada con la mojabilidad que la obtenida por cromatografía de gases inversa, y que los tratamientos de plasma realizados no modifican substancialmente la componente dispersiva de la tensión superficial de las fibras. El incremento en la concentración de especies oxigenadas ácidas en las fibras tratadas con plasma de oxígeno es muy superior al alcanzado por el método industrial, por lo que en estos términos el primer método resulta mucho más efectivo. La cromatografía de gases inversa proporciona resultados en excelente concordancia con los obtenidos por XPS, y muestra que el tratamiento con plasma genera centros de mayor energía superficial, hecho no observado con la fibra oxidada industrialmente. En cualquier caso, la química superficial de las fibras no basta para predecir, y ni siquiera justificar, las tendencias observadas en la fuerza de la interfase fibra-matriz, siendo necesario tener en cuenta además la topografía superficial. La microscopia de efecto túnel revela la existencia de diferencias en la morfología superficial como consecuencia del tratamiento con plasma (…)