對(duì)位芳綸的表面改性研究.pdf

1、芳綸是一種具有高度取向、高度結(jié)晶的合成線型高分子材料，由于其具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕以及良好的耐沖擊性能，因此作為一種增強(qiáng)材料，它在航空航天、汽車、造船和特種品開發(fā)等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。但是由于芳綸纖維特殊的結(jié)構(gòu)，其表面較低的極性是影響與樹脂基體相粘結(jié)的主要原因。因此，為了充分發(fā)揮芳綸優(yōu)異的力學(xué)性能，對(duì)芳綸表面進(jìn)行改性處理，改善芳綸增強(qiáng)復(fù)合材料的界面結(jié)合狀況成為材料界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　 本文首先研究了

2、用不同濃度的甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)溶液改性Technora纖維表面的效果。通過(guò)用單絲斷裂強(qiáng)度、紅外光譜、掃描電鏡、接觸角實(shí)驗(yàn)分別表征了改性前后纖維強(qiáng)度、表面官能團(tuán)、微觀表面形貌、浸潤(rùn)性的變化。結(jié)果顯示，經(jīng)TDI改性后，纖維表面的粗糙度增加，纖維表面接枝了大量極性基團(tuán)，纖維的抗斷裂強(qiáng)度平均增加了4.6％，改性后纖維與水的接觸角平均降低了19.2°，在與樹脂基體復(fù)合時(shí)，界面剪切強(qiáng)度最大增加了40.8％，有效的改善了纖維與樹脂的界

3、面性能，最后對(duì)改性機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 Technora纖維經(jīng)TDI溶液處理后，在纖維表面引入異氰酸酯基團(tuán)，然后通過(guò)酸化碳納米管上的羧基與異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)對(duì)纖維表面改性。由SEM測(cè)試，可以看出纖維表面有很多附著物，通過(guò)拔出實(shí)驗(yàn)得出，纖維改性后與樹脂間的界面剪切強(qiáng)度較改性前增加了55.06％。由接觸角測(cè)試可知，改性后纖維與水的接觸角平均值為45.41°比改性前降低了23.14°，而與水的浸潤(rùn)速率則明顯增加。以上均說(shuō)明此方法對(duì)纖維

4、表面改性效果明顯。
　　 本文最后研究了對(duì)苯二甲酰氯對(duì)Technora纖維的改性實(shí)驗(yàn)。并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件采用了正交設(shè)計(jì)，對(duì)時(shí)間、溫度、酰氯濃度三個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行控制。然后采用強(qiáng)力測(cè)試儀、掃描電鏡、紅外光譜、浸潤(rùn)性測(cè)試和單纖維拔出實(shí)驗(yàn)分別對(duì)改性前后纖維的斷裂強(qiáng)度、微觀表面形貌、表面官能團(tuán)、浸潤(rùn)性能和與樹脂基體的界面性能作了對(duì)比分析。結(jié)論得出，在力學(xué)性能幾乎無(wú)損傷的情況下，纖維與樹脂的界面性能明顯改善，與水的浸潤(rùn)性明顯提高。結(jié)合各因素對(duì)實(shí)驗(yàn)