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提高芳纶纤维增强复合材料的力学性能

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提高芳纶纤维增强复合材料的力学性能

发布日期:2018-10-22 作者: 点击:

研究发现,用氧气等离子体对kevlar芳纶短纤维进行处理,使其表面产生活性基团,然后以ziegler-natta催化剂催化乙烯在纤维表面聚合。改性后,纤维增强复合材料的力学性能提高,纤维/橡胶的界面粘合性能有所改善。j.l.shi等将单体吡咯或乙炔在芳纶纤维表面进行等离子体聚合,可以产生100~200nm的薄膜涂层,从而显著提高芳纶与橡胶之间的粘合强度;薄膜结构取决于聚合条件,低功率、高压条件下等离子体接枝聚合时,芳纶/橡胶的界面粘合状态较好。

超声波处理

1.芳纶经紫外线照射后,会发生降解,导致力学性能下降,因此使用时应采取避光处理。

利用紫外光的刻蚀作用进行kev-lar芳纶纤维的改性,使纤维表面形成较宽的平沟痕,并产生隆起和碎片,从而增大了纤维的比表面积,提高了纤维与基体的物理吸附力以及基体向纤维内部的扩散能力,使两者间的界面粘合性能得到改善。

紫外线表面处理设备简单,操作方便,但可能影响芳纶的力学性能,目前国内外有关研究报道较少。

2.超声波处理

超声波空化作用产生的微射流对芳纶有冲击和剪切作用,从而产生两种效果:①使纤维产生纵向分裂或表面出现裂纹,发生细纤维化,增大其比表面积;②在空化作用产生的高温、高压下,清洗介质对纤维的浸润性增强,促进纤维水解,增加其表面的活性基团。

研究发现,超声波处理前后,国产对位芳纶的相对分子质量、结晶度以及晶粒尺寸变化不大,而形态结构和超微结构变化明显,细纤维化作用显著。随着超声波功率的增大和预处理时间的延长,细纤维化程度提高。

研究了不同清洗介质的超声波处理对twaron芳纶纤维的表面形态及其与天然橡胶/丁苯橡胶并用胶粘合性能的影响。研究发现,在蒸馏水介质中,超声波的空化作用可对纤维表面进行清洗和刻蚀;而在碱性或酸性介质中,超声波处理可以加快纤维的水解,增加其表面的活性基团,提高纤维与橡胶间的静电吸附和化学键合作用,从而改善纤维与胶料的粘合性能。清洗介质氢氧化钠溶液和硫酸溶液的较佳质量分数均为0.2,适宜处理时间分别为10和15min,h抽出力分别达到85和106n。

3.γ射线处理

利用γ射线可对芳纶表面进行刻蚀,并使之产生能与表面涂覆物发生接枝反应的自由基。该方法不需要催化剂或引发剂,可在常温下进行,是一种很有前途的改性技术。

对环氧树脂/丙酮溶液浸泡的armos芳纶纤维进行了γ射线辐照改性处理。研究发现,经γ射线辐照处理后,纤维表面粗糙度增大,导致比表面积增大,且纤维表面氧含量增大,说明处理后纤维表面含氧官能团(极性基团)增加。


本文网址:http://www.surefrp.com/news/373.html

关键词:芳纶纤维改性,γ射线处理,芳纶紫外线处理

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