芳纶纤维的表面改性

介绍了近年来国内外芳纶纤维(Aromatic Polyamides,Kevlar Fiber)三种主要的表面处理方法,评述了各种方法的优缺点以及有待解决的问题和未来发展方向。     

接枝偶联剂对F-12纤维表面改性的影响

用一种大分子接枝偶联剂ＭＧＣ对Ｆ－１２进行等离子体接枝改性,研究了ＭＧＣ的分子量和浓度对改性后的Ｆ－１２／环氧复合材料层间剪切强度的影响,还通过ＥＳＣＡ对改性机理进行了分析,实验结果表明：一定分子量的ＭＧＣ能够明显提高Ｆ－１２／环氧复合材料层间切强度。     

用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性

用常压空气介质阻挡放电等离子体在PBO纤维表面接枝聚氨酯,研究了上浆剂对接枝反应的影响。对接枝改性后的PBO纤维的XPS分析结果表明,等离子体接枝聚氨酯改性使PBO纤维表面的化学组成发生了很大的变化。与DBD单独处理相比,接枝改性后的PBO纤维出现了更多的羧基,其提高值为64%~189%(不含上浆剂时)、102%~184%(含上浆剂时),为其与其它材料之间的化学键合提供了条件。接枝反应不受上浆剂的影响,等离子体接枝反应破坏了表面PBO分子的噁唑环。通过ATR-FTIR发现,带上浆剂的PBO纤维接枝前后噁唑环的特征峰没有变化,因此在近表面尺度的PBO分子没有破坏的依据;而在不含上浆剂的接枝改性PBO纤维上能检测到噁唑环的破坏,表明上浆剂能阻止等离子体对纤维近表面层的破坏。     

国内外芳纶纤维表面改性的研究进展

介绍了芳纶纤维的特点、芳纶结构对纤维与基体的粘结性、芳纶增强复合材料力争性能的影响，综述了目前国内外芳纶表面改性的常用方法及研究进展，探讨了芳纶纤维表面微观形貌及接枝改性机理，认为根据分叉纤维模型理论，利用表面接枝法在芳纶表面形成枝杈，以这种改性芳纶纤维增强的复合材料的强度和断裂韧性会有很大提高。     

FEP纤维的等离子体表面改性

以空气气氛对聚全氟乙丙烯（FEP）纤维进行等离子体处理,利用SEM、DSC、XPS对改性前后纤维的性能及形貌进行表征,并测试水在纤维表面的接触角。等离子体处理后纤维的表面发生了C—F键断裂,表面形貌变得粗糙,O原子含量增加4.65%,F原子含量降低4.37%,O/C、F/C原子含量比分别由0.19和0.28变为0.25和0.22,但DSC结果表明结晶度未发生变化;水在纤维表面的接触角由改性前的112.3°降至改性后的54.1°,纤维亲水性得到明显增强。     

芳纶纤维表面改性的研究进展

芳纶纤维是当今高性能有机纤维的代表,树脂基复合材料是其主要应用形式。但是惰性的化学结构、光滑的表面以及由此带来的与基材间粘结性差的问题成为制约芳纶纤维应用的瓶颈。因此,芳纶纤维的表面改性研究显示出重要的理论意义和巨大的应用价值。综述了近年来芳纶纤维表面改性的研究方法,并指出了芳纶表面改性技术的发展方向。     

对位芳纶纤维的表面改性研究进展及展望

综述了近几年来芳纶纤维表面改性的最新研究进展,重点介绍了化学改性和物理改性方法的发展情况,并展望了纤维表面改性的发展趋势。     

芳纶纤维表面改性技术及相关机理的研究进展

综述了目前国内外芳纶表面改性的常用方法及研究进展,介绍了芳纶结构对界面粘结性及复合材料力学性能的影响,并对芳纶接枝改性的机理进行了探讨,认为根据分叉纤维模型理论,接枝改性法可以有效提高复合材料性能.     

不同气氛低气压电容耦合放电等离子体对聚甲基丙烯酸甲酯表面的改性

利用低气压电容耦合放电等离子体对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面进行亲水改性,对比分析了Ar、N₂、Air和O₂四种等离子体放电气体和不同放电功率对其表面的影响。采用静态接触角、原子力显微镜、X射线光电子能谱分别对PMMA表面亲水性、粗糙程度以及元素和官能团的组成进行了表征。以牛血清蛋白作为标准蛋白,检测处理后PMMA表面蛋白吸附量。结果表明,经等离子体处理后的PMMA表面亲水性和抗蛋白性能均有不同程度的改善,其中Ar等离子体主要起刻蚀的作用,N₂、Air和O₂等离子体在对PMMA刻蚀的同时,接枝的官能团对其表面性能的改变起到主导作用。当等离子体放电功率较低时,增加功率可以显著提高表面亲水性,且亲水性能的提高带动抗蛋白性能的增强。     

单丝拔出实验研究芳纶-环氧树脂界面相

用单丝拔出实验研究了以有机硅表面处理剂处理的Kevlar-49-环氧树脂体系界面相.从力一位移曲线可得到界面破坏强度、界面破坏能、界面摩擦功等界面参数.硅表面处理剂对三者的贡献不同,以2#处理剂处理的综合效果最好.     

单丝拔出实验研究芳纶－环氧树脂界面相

用单丝拔出实验研究了以有机硅表面处理剂处理的Ｋｅｖｌａｒ－４９－环氧树脂体系界面相。从力一位移曲线可得到界面破坏强度、界面破坏能、界面摩擦功等界面参数。硅表面处理剂对三者的贡献不同，以２￣＃处理剂处理的综合效果最好。     

材料表面改性脉冲高能量密度等离子体研究

采用热敏纸和量热计作为诊断手段，研究了同轴等离子体枪产生的脉冲高能量密度等离子体的空间分布及其对材料表面改性的影响。结果表明，在一定的轴向距离内，等离子体束呈现轴对称截面分布，其沉积能量密度在（1．3～5）×104J／m2之间。为获得较好的表面改性结果，要求等离子体束的沉积能量密度在（2～2．5）×104J／m2范围内，并在束截面内均匀分布。同轴枪电极结构及放电电压等均对等离子体束的能量密度及其分布具有明显影响，因此可通过改变同轴枪参数，以获得所需的等离子体条件。     

纳米SiC表面接枝修饰的XPS研究

聚合物在纳米粒子表面接枝后,可在其表面建立起空间位阻稳定层,提高纳米粒子的分散稳定性及其与树脂基体的相容性.本文采用缩聚法在纳米SiC表面接枝了聚缩醛,X射线光电子能谱(XPS)的分析结果表明,经过聚缩醛接枝改性的纳米SiC表面Si2p峰明显降低,而C1s峰和O1s峰明显地增长,对C1s、Si2p峰精细扫描及分峰拟合表明,纳米SiC表面碳元素中有38.4%属于接枝物聚缩醛的有机碳,而79.8%的Si元素结合能增加了2.5eV,由此表明,纳米SiC表面形成了良好的表面修饰层,接枝物聚缩醛以化学键结合于纳米SiC表面;对比XPS和热失重分析(TG)的数据结果,可以推测,聚缩醛主要分布在纳米SiC的表面,而在体相中独立存在的几率较小.     

剑麻纤维的表面接枝改性与结构表征

采用碱处理、蒸汽爆破处理对剑麻纤维(SF)进行表面改性,再用马来酸酐(MAH)对其进行接枝改性.采用化学滴定方法测定了接枝的酯化程度,用DSC、TGA测试了改性剑麻纤维的热性能,用FTIR、WAXD、SEM表征其微观结构.结果表明,MAH已成功接枝到剑麻纤维表面,与未预处理剑麻纤维相比,蒸汽爆破处理后其酯化度提高了一倍多,结晶度提高了近30%,热性能也有一定的提高.     

RF-Ar等离子体对聚乙烯薄膜的表面改性

采用射频辉光放电氩等离子体,在工作压力为20 Pa、功率为30W的条件下对低密度聚乙烯薄膜进行了不同时间的表面处理。借助静态接触角、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、差示扫描量热仪对薄膜改性前后的性能进行了表征及分析。研究结果表明:氩等离子体短时间(20 s)处理便可以有效改善薄膜表面的亲水性,处理时间大于20 s后接触角的变化并不明显;处理后的薄膜表面引入了大量的含氧及少量的含氮官能团;薄膜表面所形成的交联层阻挡了极性基团的翻转,有效延长了接触角的时效性;薄膜的表面形貌和结晶度发生了变化。     

高分子薄膜等离子体表面改性的研究

本文采用不同的等离子体改性Ｐｉ、ＰＥＴ、ＰＰ薄膜，发现经处理的薄膜的表面电阻（Ｒｓ）降低了２￣４个数量级，材料的介电损耗（ｔｇｏ）和介电常数（ε）也发生了变化。表面薄膜刻蚀深度随放电时间的延长而增加。红外分析证明在薄膜表明结构中引入了极性基团。     

疏水性材料的等离子体表面改性工艺研究

通过等离子体连续处理仪对疏水性材料表面进行表面改性而提高了其润湿性。研究了不同反应条件对高分子材料表面改性的影响;通过测定样品表面的接触角等性能评价了其表面亲水性的变化。经过等离子体表面处理,聚四氟乙烯的接触角有了显著下降;聚乙烯电池隔膜的吸碱率为自身重量的3.5倍,爬高率初始3 min接近100 mm;硅橡胶的接触角由105°下降到30°;聚酯的接触角由98°到15°。通过对材料表面进行丙烯酸接枝,评价了时效性的影响;初步探讨了真空紫外辐射对表面改性的影响。结果表明:改性后疏水性材料表面的润湿性得到了明显改善,该技术与设备在工业应用方面非常具有推广价值。     

Kevlar-129纤维复合材料抗侵彻性能数值模拟

采用AUTODYN有限元软件,数值模拟了不同初速度下FSP破片对10 mm厚Kevlar-129纤维复合靶板的侵彻过程,获取了不同初速度下破片侵彻靶板后的剩余速度,计算了芳纶复合靶板的弹道极限,并将该值与弹道测试试验数据进行了对比.此外,研究了破片侵彻纤维复合靶板深度与破片初速度的关系.结果显示,Kevlar-129纤维复合材料弹道极限的数值模拟值与弹道实验测试值相吻合;破片初速度小于320m/s时,破片剩余速度随着破片初速度的增加而减小;破片初速度大于320m/s时,破片剩余速度随着破片初速度的增加而增大;破片初速度小于靶板的弹道极限时,破片侵彻靶板的深度随着破片初速度的增长呈二次函数增长.