對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，對芳綸表面進行改性處理，改善芳綸增強復(fù)合材料的界面結(jié)合狀況成為材料界研究的一個熱點。
　　 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。通過用單絲斷裂強度、紅外光譜、掃描電鏡、接觸角實驗分別表征了改性前后纖維強度、表面官能團、微觀表面形貌、浸潤性的變化。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，纖維的抗斷裂強度平均增加了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，界面剪切強度最大增加了40.8％，有效的改善了纖維與樹脂的界

3、面性能，最后對改性機理進行了探討。
　　 Technora纖維經(jīng)TDI溶液處理后，在纖維表面引入異氰酸酯基團，然后通過酸化碳納米管上的羧基與異氰酸酯基團反應(yīng)對纖維表面改性。由SEM測試，可以看出纖維表面有很多附著物，通過拔出實驗得出，纖維改性后與樹脂間的界面剪切強度較改性前增加了55.06％。由接觸角測試可知，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°，而與水的浸潤速率則明顯增加。以上均說明此方法對纖維

4、表面改性效果明顯。
　　 本文最后研究了對苯二甲酰氯對Technora纖維的改性實驗。并對實驗條件采用了正交設(shè)計，對時間、溫度、酰氯濃度三個關(guān)鍵因素進行控制。然后采用強力測試儀、掃描電鏡、紅外光譜、浸潤性測試和單纖維拔出實驗分別對改性前后纖維的斷裂強度、微觀表面形貌、表面官能團、浸潤性能和與樹脂基體的界面性能作了對比分析。結(jié)論得出，在力學(xué)性能幾乎無損傷的情況下，纖維與樹脂的界面性能明顯改善，與水的浸潤性明顯提高。結(jié)合各因素對實驗