对位芳纶短切纤维对聚苯腈树脂力学性能的影响

利用氯磺酸磺化对位短切芳纶纤维表面来引入—SO_(2)Cl基团,40 mmol/L的氯磺酸磺化改性效果最佳。利用苯基三乙氧基硅烷偶联剂对对位短切芳纶纤维进行二次改性,成功在纤维表面接枝偶联剂。将改性对位短切芳纶纤维与苯腈单体采取原位聚合方法制备聚苯腈/对位短切芳纶纤维复合材料,研究不同纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,其中纤维含量为0.5%(质量分数,下同)时,复合材料力学性能最佳,储能模量达4137 MPa,玻璃化转变温度达350℃,弯曲模量达4467 MPa。

对位和间位芳纶短切纤维混杂对芳纶纸性能的影响

采用国产对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺)短切纤维、间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺)短切纤维与沉析纤维混杂制备芳纶纸,研究了纤维混杂效应对芳纶纸性能的影响。采用SEM、XRD分析了自制混杂纤维芳纶纸和Nomex T410(0.13mm)纸中短切纤维与沉析纤维之间的微区结合特征以及结晶性能,通过TGA分析了混杂纤维芳纶纸与Nomex T410纸的耐热性能,并通过对比自制芳纶纸与Nomex T410纸力学性能、绝缘性能,研究了对位和间位芳纶短切纤维混杂对芳纶纸性能的影响。结果表明:芳纶纸抗张指数、撕裂指数、结晶度以及耐热性能均随对位芳纶短切纤维添加量的增加而增加,而芳纶纸耐压强度呈先上升后下降的趋势。当对位和间位短切纤维混杂比为2∶2(质量比)时,自制混杂纤维芳纶纸与Nomex T410纸短切纤维与沉析纤维之间粘结状态相似,力学性能、绝缘性能与耐热性能相近,其抗张指数为130.4N·m·g^(-1),优于Nomex T410纸纵向(111.1N·m·g^(-1))与横向(56.2 N·m·g^(-1))的;撕裂指数为32.6 mN·m^2·g^(-1),介于Nomex T410纸纵向(37.6mN·m2·g^(-1))与横向(23.6mN·m2·g^(-1))之间;耐压强度分别为26.5kV·m^(-1)和27.0kV·m^(-1);结晶度分别为34.84%、15.71%;初始分解温度分别为430.6℃、435.1℃,780℃时其质量损失分别为42.8%、39.1%,芳纶纸均具有稳定的耐热性能。

响应面法优化芳纶纤维表面原位合成纳米SiO_2粒径工艺的研究

采用响应面法中的Box-Behnken中心组合设计(BBD),研究了对位芳纶短切纤维表面原位生长纳米SiO_2粒径尺寸的最佳工艺条件,并考察了无水乙醇(以g表示)、纯水、氨水、TEOS四个因素对生长的纳米SiO_2粒径尺寸的影响,建立了相关的数学回归模型.实验结果表明:各因素对纳米SiO_2粒径影响的显著性顺序为纯水(B)>乙醇(A)>氨水(C)>TEOS(D);优化后的最佳工艺参数为:乙醇276.42 g,纯水43.2 g,氨水18.75 g,TEOS为62.5 g,得到纳米SiO_2粒径尺寸为294.8 nm,此时纤维表面的纳米SiO_2生长良好,致密均一,与模型的预测值基本相符.