对位芳纶纤维的表面修饰及其与橡胶粘合性能的研究

采用多巴胺仿生修饰及二次功能化处理方法,对对位芳纶(PPTA)纤维进行表面改性,研究改性前后PPTA纤维与橡胶的粘合性能。结果表明:经多巴胺溶液浸泡4 h后,PPTA纤维表面沉积了聚多巴胺层;用偶联剂KH570和乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)二次功能化处理后,在PPTA纤维表面分别引入C=C和环氧官能团;多巴胺仿生修饰、偶联剂KH570二次功能化处理的PPTA纤维经间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)浸渍液浸渍处理后,其抽出力比未改性PPTA纤维提高83.6%;PPTA纤维用多巴胺仿生修饰、EGDE二次功能化处理和RFL浸渍液浸渍的效果优于传统二浴法浸渍的效果。

环氧氯丙烷修饰的对位和间位芳纶涂覆剂研究

制备了具有环氧丙基侧链的对位芳纶(PPTA-ECH)和间位芳纶(PMIA-ECH),并将其用做对位芳纶(PPTA)织物/环氧树脂复合材料中PPTA织物的涂覆剂。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及XPS等方法对PPTA织物表面的PPTA-ECH涂层结构进行了表征。考察了PPTA-ECH和PMIA-ECH涂覆的PPTA织物/环氧树脂复合材料的层间剪切强度和面内剪切强度,并与未经涂覆的PPTA织物复合材料的性能作比较。结果表明,PPTA-ECH和PMIA-ECH可显著改善PPTA织物和环氧树脂之间的界面性能。涂覆了PPTA-ECH及PMIA-ECH的PPTA织物/环氧树脂复合材料的层间剪切强度(ILSS)比未经涂覆的复合材料分别提高了26.20%和14.76%,面内剪切强度(ISS)分别提高了26.98%和11.86%。由于PPTA-ECH对PPTA纤维具有更强的亲和能力,因此PPTA-ECH在层间剪切强度和面内剪切强度方面的增强效果均优于PMIA-ECH。对PPTA-ECH在PPTA纤维表面铺展与吸附及对复合材料的增强机理也进行了初步探讨。作为新型涂覆剂,PPTA-ECH在对位芳纶复合材料的开发应用方面具有潜在的应用前景。

废弃芳纶粉末环氧化改性及其固化物性能

针对国内对位芳纶(PPTA)在实际生产中产生的低分子量PPTA粉末,探讨了一种有效回收再利用的方法。本文以低分子量PPTA为原料、环氧氯丙烷为改性剂,采用金属化/取代反应,制备了环氧氯丙烷(ECH)修饰的PPTA(PPTAGE),并通过单因素实验优化了PPTAGE合成条件。结果表明:合成条件为m(ECH)∶m(PPTA)=3∶1、NaH用量(与总投料量质量之比)0.4%、反应温度80℃、反应时间4.5h时,PPTAGE接触角最小,纤维表面能最佳。将改性前后的芳纶分别作为环氧树脂的填料,得到固化物样条,研究了PPTAGE对环氧树脂复合材料力学性能的影响。固化物力学性能研究表明,PPTAGE可以在一定程度上提高与环氧树脂基体的黏合,在添加量为1%时,复合材料的力学性能达到最佳;热重(TGA)分析表明,固化物热稳定性较PPTA/E-51有所提高;扫描电镜(SEM)测试表明,PPTAGE/E-51冲击断裂面为韧性断裂。