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)等領域有著越來越廣闊的應用前景。但是由于芳綸纖維特殊的結構，其表面較低的極性是影響與樹脂基體相粘結的主要原因。因此，為了充分發(fā)揮芳綸優(yōu)異的力學性能，對芳綸表面進行改性處理，改善芳綸增強復合材料的界面結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。結果顯示，經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計，對時間、溫度、酰氯濃度三個關鍵因素進行控制。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。結論得出，在力學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。結合各因素對實驗