F-12芳纶的不饱和聚酯树脂表面改性研究

为了改善F-12芳纶与RFL树脂的黏结性能,分别采用硅烷偶联剂A-1100和A-174与不饱和聚酯树脂对F-12芳纶进行表面改性处理。采用SEM测试分析纤维表面成膜情况确定不饱和聚酯树脂用量,通过测试浸渍RFL树脂溶液后织物的抽拔强力和束纤维的断裂强力确定偶联剂用量。实验得出最优处理工艺为:①不饱和聚酯树脂用量20%+A1100用量2.0%,此时织物抽拔强力为49.22 N,束纤维的断裂强力为64.94N;②不饱和聚酯树脂用量20%+A174用量0.6%,此时织物抽拔强力57.84 N,束纤维的断裂强力为69.53 N。最后通过红外光谱验证了不饱和聚酯树脂+A174改性处理效果优于不饱和聚酯树脂+A1100的效果,这一结果与测试结果。     

F-12芳纶的环氧树脂/PVA改性

由于F-12芳纶活性基团较少,与树脂的黏结性差,需要对其进行改性处理。试验采用不同的改性剂来增加芳纶表面的活性基团。研究发现,改性剂环氧树脂最优用量为20%,对应的偶联剂A1100和A174最佳用量均为2.0%;改性剂PVA的最佳用量为30%,对应的偶联剂A1100和A1128的最佳用量为3%和3.4%时,测得改性织物的抽拔强力和断裂强力最佳。利用傅里叶红外光谱分析,认为改性后的芳纶纤维表面增加了活性基团,且环氧树脂+A174增加量最多。     

F-12芳纶的不饱和聚酯树脂改性

F-12芳纶具有独特的化学结构,纤维表面活性点较少,应用受到一定的限制,需对其进行改性处理。使用不饱和聚酯树脂对F-12芳纶进行改性,当偶联剂A1100质量分数为2%、不饱和聚酯质量分数为20%时,其抽拔强力达到最大值,为49.22 N;当偶联剂A174质量分数为0.6%、不饱和聚酯质量分数为10%时,抽拔强力达最大值,为55.63 N。     

F-12芳纶织物输送带的制备及其性能

为提高F-12芳纶织物与橡胶之间的粘结性能,采用环氧树脂和偶联剂A187对F-12芳纶织物进行改性。通过成膜分析确定出环氧树脂的最佳用量;通过改性后F-12芳纶织物的浸水高度以及浸渍间苯二酚-甲醛树脂乳液后的拉伸强度和断裂强度测试,确定出偶联剂A187的最佳用量。在此基础上,对改性后的F-12芳纶织物进行硫化成型,测试织物与橡胶的剥离强度确定出最佳改性工艺。结果表明:环氧树脂用量为25%(o.w.f),偶联剂A187用量为1.2%(o.w.f)时,制备的F-12芳纶织物轻薄输送带的综合性能最佳;改性后浸水高度值最低的F-12芳纶织物制备的轻薄输送带的剥离强力达到最高,为12.1 N/mm,其剥离强度高于行业标准;制备的单层铺层输送带的扯断强力为6 495.25 N,断裂伸长率为13%,双层铺层输送带的扯断强力为14 493.25 N,断裂伸长率为14%。     

F-12芳纶的聚酰亚胺改性

使用聚酰亚胺对F-12芳纶进行改性,以增加纤维表面的活性点。结果表明,聚酰亚胺的最佳质量分数为3%,对应偶联剂A1100与A1387的最佳质量分数均为1.6%,改性后织物的抽拔强力有所提高。傅里叶红外分析表明,纤维表面活性基团有所增加。     

DBD等离子体处理芳纶织物的表面性能

为改善芳纶织物的表面黏结性能,采用常压氩气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理对芳纶织物进行表面改性,研究处理时间对芳纶织物的表面形貌、表面化学成分、润湿性能、单纱断裂强力和剥离强度的影响规律。结果表明:DBD等离子体处理后,芳纶纤维的表面被刻蚀,粗糙程度明显增加;纤维表面氧、氮极性基团含量增加;纤维的表面润湿性和黏结性能均显著提高,且在处理时间为60 s时达到最优;等离子体处理对芳纶织物断裂强力的影响较小。     

芳纶/超高分子量聚乙烯织物增强聚氨酯夹芯复合材料制备及其力学性能

为开发出一种柔性防护材料,采用超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)与芳纶制备的平纹织物作为增强面板,软式聚氨酯(PU)作为芯材,利用纺织技术与一体发泡技术相结合制备了具有良好缓冲性能的夹芯结构柔性复合材料。同时,选用面密度相同的锦纶非织造布及玄武岩平纹布作为增强面板对比材料,对3类夹芯复合材料进行静态与动态力学性能测试。结果表明:芳纶/UHMWPE织物增强夹芯复合材料的力学性能优良,经向拉伸断裂强力为1 930 N,断裂伸长率为5.8%;纬向拉伸断裂强力为1 744 N,断裂伸长率为6.5%;在7.5 mm处进入压实阶段,压缩形变为93%;冲击破坏强力为1 260 N, 吸收的总能量为13.4 J,能量密度为4.95 J/g;芳纶/UHMWPE织物增强夹芯复合材料在保证质轻的基础上,具有良好的能量吸收效果。     

荧光黄染色棉织物改性硅溶胶整理

采用3缩-水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂,对正硅酸乙酯(TEOS)硅溶胶进行改性,测试了荧光黄染色棉织物经该改性硅溶胶处理后的反射率、摩擦牢度、拉伸断裂强力等性能变化。结果表明,随着GPTMS用量增加,荧光黄染色棉织物的湿摩擦牢度和荧光反射率逐渐增大;织物强度先增加后减小。当TEOS∶GPTMS的摩尔分数比为7∶3时,改性硅溶胶处理后的棉织物湿摩擦牢度为3级,较未处理织物提高了1级,织物经纬向断裂强力则分别提高14.7%和23.2%。扫描电镜观察表明,改性硅溶胶处理样品的表面形成一层薄膜,保护染料分子免受外力摩擦。     

合成革用聚氨酯涂层性能对比

通过制备厚度相同(0.018cm)、膜内孔径结构较为理想的水性聚氨酯(PU)树脂与溶剂型PU树脂涂层,并在成膜机理、孔隙率、耐水解性能、力学性能、透湿性等方面进行对比。溶剂型聚氨酯膜的孔隙率为7.24%,而水性聚氨酯膜的孔隙率达到了40%;溶剂型聚氨酯膜耐水解性能强于水性聚氨酯膜。溶剂型聚氨酯膜的透湿率为1 931.46g/m~2·24h,而水性聚氨酯膜的透湿率为4 119.00g/m~2·24h,水性聚氨酯膜的透湿率为溶剂型聚氨酯的2.13倍。溶剂型聚氨酯膜断裂强力可达到9.44N,断裂伸长率达到523.77%,水性聚氨酯膜断裂强力达到7.94N,断裂伸长率达到544.80%。     

改性芳纶与环氧树脂复合体的制备及其防刺性能

为提升芳纶织物的防穿刺效果,采用氧等离子体表面处理技术改性的芳纶1414织物与环氧树脂复合制备环氧芳纶复合体。分析了等离子体处理对织物功能改性的影响,研究了环氧树脂涂覆织物后复合体的防刺性能。结果表明:采用氧等离子体处理,在处理功率为600 W、处理18 min时,织物表面纤维刻蚀明显,含氧基团增多,润湿性提高,但织物拉伸强度有所下降;当环氧树脂涂覆在等离子体改性后的芳纶织物上,树脂中环氧基团与芳纶中含氧活性基团键合牢固,复合体黏结强度较好,拉伸强度较未经处理的芳纶织物增加了7.89%,复合体防穿刺效果较普通芳纶1414织物提升显著,且多层组合结构的防刺效果更优异。     

等离子体处理对UHMWPE纤维性能的影响

针对超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)因纤维表面光滑,造成纤维与树脂基体间的界面黏结度低的缺点,采用等离子处理方法对UHMWPE纤维的表面进行改性。利用台式扫描电镜、红外光谱等探究改性前后UHMWPE纤维的性能,采用正交实验设计方法分析等离子处理纤维过程中影响纤维性能的因素,再利用纤维束抽拔法测试纤维束与树脂之间的黏结力。结果表明:采用等离子处理方法最佳处理时间为4 min、舱内的压强为5 Pa、处理的功率为110 W;改性处理后,纤维表面的活性基团明显增多;改性后纤维表面明显有刻蚀作用,纤维表面接触角下降28. 95%,纤维与树脂基体的黏结度提高约28. 35%。     

多聚磷酸处理对间位芳纶染色性能的影响

采用多聚磷酸对芳纶纤维进行表面改性,然后再进行染色,研究了多聚磷酸处理对芳纶染色性能的影响。结果表明:经多聚磷酸处理后,芳纶织物的断裂强力略有下降,染色织物的表观得色量和上染率有明显提高。扫描电子显微镜(SEM)和表面元素分析表明,多聚磷酸处理可使间位芳纶纤维发生刻蚀和溶胀,纤维表面含氧基团增多,纤维表面活性提高;红外光谱分析证明多聚磷酸处理对纤维表面结构无影响;XRD测试分析发现纤维晶体结构无损伤,但结晶度降低;热重分析证明多聚磷酸处理对纤维热性能无影响。     

纳米SiO_2改性环氧树脂对高性能纤维力学性能的影响

对用纳米SiO2改性环氧树脂提高高性能纤维的性能进行了实验,分析了其对高性能纤维力学性能的影响。结果表明,经环氧树脂改性处理后的高性能纤维断裂强力均高于原纤维断裂强力,纳米SiO2微粒加入到环氧树脂中能提高复合后纤维的断裂强力;碳纤维和超高子量聚乙烯纤维的断裂强力最大时对应的纳米SiO2浓度为3%,而芳纶纤维断裂强力值最大时对应的纳米SiO2浓度为5%。     

蚕丝粉体改性聚氨酯合成革后的吸透湿性与力学性能分析

主要通过自制的蚕丝粉体对聚氨酯进行改性试验,测试其吸透湿性能有很大改善,当粉体含量超过10%时,粉体含量的增加成为吸水性与透湿性提高的主导因素,对合成革吸透湿性能发挥作用较大,使合成革能获得优良的吸透湿性能。但粉体含量为30%时,合成革的断裂强力为12N,初始模量为0.29N/mm,显示力学性能差,这是产品生产中应注意的问题。SEM电镜显示,粉体颗粒加入对合成革内部致密蜂窝结构的破坏加强,同时合成革内部空洞也越来越多,引起强力下降。该研究可提示企业正确改进聚氨酯合成革,从而在一定条件下发挥合成革改性的优势,综合提高合成革产品质量。     

臭氧等离子体预处理对芳纶染色性能的影响

针对芳纶难以使用常规工艺进行染色和印花加工等问题,通过臭氧等离子体预处理芳纶织物后结合树脂改性以提升染色性能。研究了臭氧等离子体预处理对树脂改性芳纶表面元素和形貌的影响,探究了改性后芳纶织物的分散染料染色效果。结果表明:单独的臭氧等离子体处理对芳纶的染色效果改善并不明显,而臭氧等离子体预处理引入了丰富的活性基团并构建了粗糙的界面,显著提升了树脂的均匀分散性,使树脂和织物间的结合强度最高可提升104%,同时,大大提高了芳纶织物的分散染料上染率(98.6%)和表观染色深度(2.7),染色织物的色牢度得到有效提升,耐摩擦色牢度可达到服装面料使用要求。     

芳纶水刺非织造布结构及力学性能研究

为了更好地提高芳纶水刺非织造布的性能,明确其适用范围,采用芳纶1313为原料制备水刺非织造布,探索性地研究了高温(200~260℃)或酸碱处理(浓度为5%~40%)对芳纶水刺非织造布结构和力学性能的影响。研究结果表明:高温和酸碱处理后芳纶水刺非织造布的表面会略显疏松;随着温度的升高或酸碱浓度的增加,芳纶水刺非织造布的厚度和面密度的变异系数均呈上升趋势;随着温度的逐渐升高,纵向拉伸断裂强力呈上升趋势,260℃时为132N,比原样提高了61%。而横向的拉伸断裂强力则先减小后增大,260℃时最大为275N,其值比原样增加了51%;随着碱浓度或酸浓度的增大,横向和纵向断裂强力基本上呈S型变化,经酸处理后试样的断裂强力均有不同程度的损失。表明芳纶水刺非织造布可以在较高温度下使用,且与酸环境相比,更适用于碱环境下使用。     

等离子体改性芳纶及其针织物复合材料制备

为了提高芳纶纤维在复合材料中与树脂基体的界面黏结性,本文采用等离子体技术对芳纶纤维进行改性。通过单因素试验和正交试验优化了等离子体改性工艺,将改性后的芳纶纤维织造成针织物后用于制备复合材料,并对复合材料的拉伸性能进行了测试。结果表明,等离子体处理最优工艺为处理功率为150 W、压强为60 Pa、时间为120 s,以改性后的芳纶纤维编织的针织物为增强体制备的复合材料,抗拉强度纵向提高49%,横向提高33%。     

海水环境对国产芳纶1313性能的影响

利用海水对国产芳纶1313进行处理,测试海水浸泡前后芳纶1313的质量、线密度、断裂强力、断裂伸长率等指标的变化情况;采用扫描电子显微镜,观察海水处理前后纤维表面和断面形貌。结果表明:芳纶1313经海水的长期浸泡后会受到侵蚀,使芳纶1313的质量、线密度、强力等下降,从而影响芳纶1313制品的耐用性。     

选择性氧化壳聚糖对等离子刻蚀的羊毛结构及染色的影响

采用高碘酸钠作为氧化剂选择性氧化壳聚糖,以硅偶联剂KH550为交联剂处理氧等离子体刻蚀的羊毛织物,用红外光谱、热分析、SEM对改性羊毛进行结构表征,研究不同处理工艺对羊毛染色性能的影响.结果表明:经氧等离子体刻蚀的羊毛表面引入了—OH、—COOH等亲水性基团,进一步与氧化壳聚糖、硅偶联剂之间形成交联,纤维表面反应性活性基团变多,羊毛的染色性能提高.改性羊毛表面K/S值随着氧化壳聚糖及硅偶联剂用量、处理温度的升高而增大,氧化壳聚糖用量为3 g/L,KH550用量5%,时间60min,温度50℃时,染料弱酸性红B、酸性大红G在改性羊毛织物上的表面色深值(K/S值)较高.     

上浆剂对碳纤维复合材料拉伸强度的影响

针对碳纤维复合材料中碳纤维和基体树脂界面结合力弱的问题,对碳纤维进行了上浆处理,分别测试了碳纤维使用水性聚氨酯、聚乙烯醇两种浆料在不同用量、浓度、烘干温度、时间等条件下上浆后,与聚乙烯膜制成的复合材料拉伸断裂强度的变化情况.通过试验得出:水性聚氨酯上浆的最佳浆液质量分数为30％,此时复合材料的断裂强力是无浆丝复合材料断...