废弃对位芳纶粉末表面烷基化改性研究

对废弃的低相对分子质量对位芳纶(PPTA)粉末进行烷基化改性,以改善PPTA的化学惰性,研究了溶剂对烷基化产物表面接触角和溶解性能的影响,通过红外光谱仪、热重分析仪、比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜对目标产物进行了表征。结果表明,以N-N二甲基甲酰胺、二甲亚砜(DMSO)作为溶剂时,PPTA粉末烷基化改性效果良好。为此通过正交试验对比了使用2种溶剂合成的烷基化产物的接触角,确定了最佳溶剂为DMSO,优化出适宜的改性工艺条件:溴代正丁烷与PPTA粉末质量比为3.5∶1,氢化钠质量分数为0.4%,反应时间为4.5h,反应温度为80℃,在此基础上进行3次重现性实验,烷基化产物接触角平均值为117.26°。

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。