多巴胺改性芳綸纖維及其復(fù)合材料界面性能研究.pdf

1、芳綸纖維具有低密度、高拉伸強(qiáng)度、高拉伸模量的優(yōu)異性能，在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但是芳綸表面惰性、結(jié)晶程度高，與基體結(jié)合不好，影響了芳綸的復(fù)合材料的性能，因此改善芳綸與基體的界面性能尤為重要。本文利用多巴胺的氧化自聚合，在芳綸表面沉積一層聚多巴胺的涂層，改善芳綸/環(huán)氧樹脂的界面性能；利用聚多巴胺的二次反應(yīng)性質(zhì)，在芳綸表面進(jìn)一步接枝環(huán)氧天然橡膠和氨基化石墨烯，改善芳綸環(huán)氧間的界面性能，進(jìn)而提高芳綸/橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能。
　　首先

2、比較了磷酸表面處理、KH560表面處理、乙酸酐表面處理、多巴胺表面處理等不同的涂層方法對芳綸纖維/環(huán)氧復(fù)合材料的界面改性效果，結(jié)果表明：多巴胺在芳綸纖維表面產(chǎn)生了自聚合反應(yīng)，聚多巴胺成功的涂覆在纖維上，增加了纖維表面粗糙度和表面活性基團(tuán)，芳綸/環(huán)氧樹脂的界面剪切強(qiáng)度提高了32％。研究了多巴胺的處理時(shí)間、濃度對改性效果的影響，最終確定了最佳工藝條件為：處理時(shí)間24h、多巴胺濃度2g/L。以苯甲酰苯胺為模型化合物，研究了多巴胺和芳綸纖維之間

3、的作用機(jī)制，紅外光譜測試結(jié)果表明，多巴胺與苯甲酰苯胺間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以推測，聚多巴胺涂層與芳綸間沒有產(chǎn)生化學(xué)鍵接。
　　在涂覆聚多巴胺的芳綸纖維表面接枝環(huán)氧天然橡膠，XPS分析結(jié)果表明，ENR已經(jīng)成功的接枝在芳綸纖維表面。研究發(fā)現(xiàn)，PDA-ENR改性芳綸纖維可顯著提高芳綸簾線/橡膠復(fù)合材料的界面性能，多巴胺濃度為2g/L，ENR濃度為40g/L時(shí)，芳綸/橡膠復(fù)合材料的界面強(qiáng)度可提高31%。
　　用改進(jìn)的Hummers法