低温等离子体对ＰＢＯ纤维表面改性的研究

 为提高ＰＢＯ纤维／环氧树脂复合材料的剪切强度,采用低温等离子体结合涂层技术对聚对苯撑苯并双唑（ＰＢＯ）纤维进行表面改性,分别用ＳＥＭ、ＩＲ对等离子体处理前后纤维表面形态、化学结构进行了表征,通过复合材料层间剪切强度测试,研究不同处理方式对复合材料层间剪切强度的影响。结果表明,等离子体处理后纤维表面粗糙度增加,极性增强。经低温等离子体结合涂层技术处理后,ＰＢＯ纤维／环氧树脂复合材料的层间剪切强度得到显著提高,较未处理样品提高了３９％。     

溶胀剂对Lyocell纤维结构及低温热裂解行为的影响

以自制Lyocell纤维为碳纤维前驱体,分别选取氢氧化钠(NaOH)、乙二胺、硫脲和尿素的水溶液为溶胀剂对Lyocell纤维进行溶胀,纤维溶胀后再经水洗、催化、低温热处理、高温碳化,得到碳纤维;研究了溶胀剂种类和浓度对Lyocell纤维溶胀效果的影响,以及NaOH溶胀对Lyocell纤维的结构、低温热裂解行为、后续碳纤维制备的影响。结果表明:胺类溶胀剂乙二胺、尿素、硫脲对Lyocell纤维无明显溶胀效果;NaOH水溶液对Lyocell纤维的溶胀效果好,在浓度为2 mol/L时溶胀效果最佳,溶胀过程迅速仅需约20 s,且溶胀可以完善纤维结晶结构;经NaOH溶胀处理的Lyocell纤维制备的热处理丝和碳纤维的拉伸强度分别提高18.9%和41.2%;采用NaOH溶胀可以提高催化剂催化效率并有利于后续Lyocell基碳纤维的制备。     

人造纤维

20074021化学处理Lyocell纤维的新发展Burrow T.R.;Chemical Fibers International,2004. 54(5),p.304(英)回顾了生产Lyocell短纤维的进展,着重于通过选择材料、选择添加剂、纺丝条件和化学处理来生产Tencel纤维。(薛敏敏) Lyocell纤维化学处理发展     

低温等离子体技术在超高相对分子质量聚乙烯纤维表面改性中的应用

介绍了低温等离子体的概念、分类及其在超高相对分子质量聚乙烯纤维(UHMWP E)表面改性方面的特点;阐述了国内外在低温等离子体对UHMWPE纤维表面改性前后纤维本身及其复合材料性能的影响情况;简介了用自行研制的低温等离子体设备对UHMWPE纤维进行表面改性的研究结果和低温等离子体处理UHMWPE纤维表面改性的发展前景。实验表明,UHMWPE纤维经过等离子体处理后表面产生刻蚀和交联,其与树脂间的粘结性能改善;该低温等离子体设备能满足UHMWPE纤维表面改性连续化生产需要。     

低温等离子体对PBO纤维表面的改性

采用硅烷偶联剂处理聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维,利用常压射频低温等离子体对PBO纤维进行了表面处理,通过扫描电镜、红外光谱、光学显微镜等研究了处理时间对PBO纤维表面官能团和表面形貌的影响规律,通过单丝拔出实验测定PBO纤维基复合材料的界面剪切强度。结果表明:经过常压射频低温等离子体处理后,PBO纤维的表面形成了大量的极性基团,表面产生明显的凹坑,PBO纤维与树脂的粘接性能提高50%,纤维的拉伸强度下降5%。     

低温等离子体引发丙烯酸在PET纳米纤维膜上的接枝聚合

介绍了低温等离子体引发丙烯酸（AA）表面接枝聚合对聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）纳米纤维薄膜的改性研究。实验探索了放电时间和放电功率对薄膜润湿性的影响,在真空度60 Pa、AA气体流量3 L/min条件下,放电功率75～150 W范围内,放电时间60 s和放电功率150 W、放电时间30~60 s范围内,处理后薄膜的水接触角均为0°,结果说明了此改性PET纳米纤维膜具有超亲水性。通过扫描电镜、红外和力学性能等测试讨论了接枝处理前后薄膜的形态及性能的变化。实验结果表明气相低温等离子体接枝处理后,薄膜的断裂伸长率和断裂强度有一定的增强。低温等离子体引发AA表面接枝PET纳米纤维薄膜的方法有望成为电纺PET纤维膜表面改性的有效手段,具有积极的应用价值。     

溶菌酶在等离子体改性PLA纤维上的固定

生物功能剂整理的环保型聚乳酸(PLA)纤维可以应用到医疗卫生领域。本研究通过对PLA纤维进行氧气低温等离子体预处理和溶菌酶后接枝的方法制备了一种PLA基抗菌材料。亚甲基蓝的着色发现,氧气低温等离子体在压强为35 Pa、250 W功率、3 min处理PLA纤维后效果最优。溶菌酶接枝中,交联剂的介入能促进接枝,氮丙啶交联剂作用下的接枝率最高。红外光谱结果表明,氧气等离子体处理后PLA纤维表面的-OH与-COOH有增加,溶菌酶接枝后产生了大量的-NH2。溶菌酶在PLA纤维表面固定后,具备了良好的抗菌性。     

低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响

为改善PBO纤维的润湿性,拓宽其应用领域,探究了空气低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响。通过芯吸效应和接触角表征处理前后PBO纤维润湿性,并采用扫描电子显微镜SEM观察处理前后PBO纤维表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)对处理前后PBO纤维表面化学组成进行定性分析。实验结果表明,改性后PBO纤维芯吸高度大幅上升,接触角明显降低,并且在其表面产生明显刻痕,局部有剥离现象,改性后PBO纤维O、N元素含量均有所提高,PBO纤维润湿性明显增强。()     

低温等离子体处理对芳纶/环氧界面性能的影响

在采用低温等离子体对芳纶纤维进行表面处理后，用扫描电镜观察处理前后的纤维表面，测试了纤维的拉伸性能，并用单纤维抽拔法对芳纶纤维／环氧树脂的界面性能做了定量的表征。实验结果表明：经低温等离子体处理后，芳纶纤维表面变得粗糙，拉伸强度随处理时间延长而下降，纤维初始模量和断裂伸长率略有下降，而芳纶／环氧界面的粘结强度有所提高。     

冷却方式和超声时间对Lyocell纤维原纤化程度及力学性能的影响

采用超声波震荡法对Lyocell纤维进行处理使其发生原纤化,探讨了冷却方式和超声时间对Lyocell纤维原纤化程度及其力学性能的影响。纤维的表面形态、原纤化指数与保水值结果均表明,随着冷却温度和超声时间的增加,Lyocell纤维的原纤化程度增加。超声处理后Lyocell纤维的力学性能有所下降,在实验范围内,随着冷却温度的升高,Lyocell纤维的力学性能呈下降趋势,但是波动范围较小。当超声时间≤15 min时,超声时间对Lyocell主体纤维力学性能无显著影响。     

Lyocell纤维研究进展

介绍了Lyocell纤维产品特性、优点和生产工艺;综述了Lyocell纤维的研究和应用;指出加强多功能Lyocell纤维研究以及扩大生产规模,生产附加值高的产品,以满足国内需求。     

新型碳纤维用原丝——高强高模Lyocell纤维纺丝工艺研究

采用天然高相对分子质量纤维素脱脂棉为原料 ,制备了高强高模纤维素纤维 ( L yocell纤维 ) ,并用此作为碳纤维原丝 ,成功制得了强度优于粘胶基碳纤维的 L yocell基碳纤维。考察了高相对分子质量纤维素的溶解特点 ,纺丝工艺对 L yocell纤维聚集态及性能的影响 ,比较了 L yocell纤维和粘胶原丝的表面及截面形态。实验表明 :高相对分子质量纤维素溶解的静溶胀时间和温度对其溶解有明显的影响 ;纺丝过程中 ,大的气隙长度对提高纤维的性能有利 ;随着凝固浴中 N -甲基吗啉 N -氧化物( NMMO )的浓度增加 ,纤维的强度和模量增加 ,当其在凝固浴中的质量分数达到 10 %时 ,强度模量最大 ,浓度继续增加 ,纤维的力学性能开始下降 ;拉伸比增加 ,L yocell纤维的强度模量增加 ,当拉伸比大于 3.0时 ,纤维的性能略有下降     

氯化铵改性Lyocell纤维的制备及其热处理

研究了不同NH4Cl含量的纤维素／NMMO·H2O溶液的流变性能,在此基础上制备了NH4Cl改性Lyocell初生纤维,并探讨了NH4Cl添加量及后续热处理对纤维结构与性能的影响。结果发现：随着NH4Cl添加量的增加,纤维素溶液体系的表观黏度、结构化程度、表观相对分子质量增加而表观相对分子质量分布变窄。结合广角X-射线衍射和双折射分析结果还发现：对Lyocell纤维采用NH4Cl改性或进一步结合热处理,都可以有效提高纤维的结晶度和取向度,完善最终纤维的聚集态结构。对纤维的性能分析结果表明：在本研究条件下,当NH4Cl添加量为5％时,经适当条件热处理后,最终得到Lyocell纤维断裂强度7．21cN／dtex、初始模量92．6cN／dtex、干热收缩率小于0．8％,并且蠕变率也有一定的下降．     

改性剂PVA对Lyocen纤维结构和性能的影响

将聚乙烯醇（PVA）加入到纤维素／NMMO-H20溶液中进行纺丝,制备了不同PVA含量的Lyocell纤维,并对纤维的结构和性能进行了表征。结果表明,添加适量的PVA可以降低纺丝原液的黏度,提高纺丝液的可纺性,明显提高Lyocell纤维的强度和模量;通过x射线衍射测试,发现添加PVA之后Lyocell纤维仍然具有纤维素II晶型的结构;此外,PVA的加入还可以改善Lyocell纤维的抗原纤化性能,提高Lyocell纤维的热稳定性。     

Nano‐carbon black filled Lyocell fiber as a precursor for carbon fiber

In this work, Lyocell fibers filled with various amounts of carbon black were prepared. Wide angle X‐ray diffraction (WAXD) results showed that carbon black filled Lyocell fibers still had a cellulose II crystal structure and kept the characteristic peak of carbon black at the same time. The results of mechanical properties showed a slight reduction in the carbon black filled Lyocell fiber. Moreover, the heat stabilities of the carbon black filled Lyocell fibers showed no obvious change. The residue of carbon black filled Lyocell fiber at 1000°C was higher than that of Lyocell fiber, implying higher carbon yield could be obtained for the carbon black filled Lyocell precursor. Scanning electron microscopy (SEM) experiments showed that the surface and the cross section of carbon black filled Lyocell fiber were smooth and round, which are consistent with the carbon fiber precursor. The WAXD pattern of carbon black filled Lyocell‐based carbon fiber was different from that of Lyocell‐based carbon fiber. The addition of carbon black transfers the diffraction peak of carbon fiber while keeping the characteristic structure of carbon black. The results of mechanical properties of carbon fibers show that, if an appropriate amount of carbon black was chosen, carbon fiber with better properties than Lyocell‐based carbon fiber could be obtained by using the carbon black filled Lyocell fibers as the precursor. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 99: 65–74, 2006     

高半纤维素浆粕纺制Lyocell纤维的结构与性能

采用成本低、半纤维素含量高的浆粕纺制Lyocell纤维,重点对制得的高半纤维素Lyocell纤维的结晶、取向、力学性能、原纤化和染色性等进行了研究。研究表明:这种用高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维与用高α-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维相比,它的模量、结晶度、取向度、抗原纤化能力和染色性等都好于后者。     

低温等离子体改性芳纶1414的研究

对芳纶1414进行低温等离子体表面改性以改善其构成复合材料时的界面黏结性能。设计正交试验,得到低温等离子体处理芳纶1414的最佳条件为放电功率100 W,处理时间300 s,放电压强20 Pa。采用电子单纤维强力机、纤维摩擦因数测定仪、纤维接触角测量仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对改性前后的芳纶1414进行性能表征。结果表明:经过低温等离子体改性的芳纶1414的断裂强力较原样下降了6.3%,静摩擦因数上升了15.7%,表面接触角减小了36.8%,纤维表面出现微小均匀的凹槽,增大了比表面积,引入了自由基团,增大了表面反应活性,从而改善了与树脂基体复合时的黏结强度。     

纳米炭黑填充的Lyocell纤维的结构与性能

研究了纳米炭黑在Lyocell纺丝溶液中的分散性,制备不同含量纳米炭黑填充的Lyocell纤维,分析了纤维的结构与性能。结果表明:纳米炭黑在Lyocell纺丝溶液中具有良好的分散性;所得的纤维仍然具有纤维素Ⅱ晶型的结构,同时还保留了纳米炭黑的特征衍射峰;填充了纳米炭黑的纤维力学性能略有降低,但热稳定性不变;SEM结果表明纳米炭黑填充的Lyocell纤维表面光滑且截面为圆形,结构更加致密。     

TAHT交联对Lyocell纤维抗原纤化性能的影响

采用1,3,5-三丙烯酰基-六氢化-1,3,5-三嗪(TAHT)交联后处理的方法提高Lyocell纤维的抗原纤化性能;用湿摩擦值表征纤维的抗原纤化能力,研究了TAHT交联条件对Lyocell纤维抗原纤化能力及力学性能的影响规律。结果表明:最佳实验条件为采用交联剂和催化剂分别溶解、共同浸渍纤维的方法,TAHT质量浓度30 g/L,交联温度70℃,浸渍时间3 min,汽蒸时间3 min,磷酸三钠质量浓度20 g/L;改性后的Lyo-cell纤维抗原纤化能力提高100倍以上,断裂强度下降18%;红外光谱表明Lyocell纤维与TAHT发生了迈克尔加成反应,生成二次价键,使纤维的抗原纤化能力明显提高。     

Properties and structure of MWNTs/cellulose composite fibers prepared by Lyocell process

Lyocell fiber is a new kind of regenerated cellulose fiber and expected to replace the Rayon fiber to be not only used in the textile field but also used in the fields of industry and aerospace after being modified. In this work, the multi‐walled carbon nanotubes (MWNTs)/Lyocell composite fibers were prepared under different draw ratios by dry‐wet spinning and their electrical properties, mechanical properties, and structure were investigated. It was found that an appropriate amount of MWNTs could be dispersed homogeneously in the Lyocell matrix and could improve the mechanical and thermal properties of composite fiber. The results of wide angle X‐ray diffraction (WAXD) showed that the MWNTs in the composite fiber almost aligned along the axis of the fibers and the orientation of MWNTs increased with the increasing draw ratio. Furthermore, it was found that more MWNTs content and lower draw ratio could improve the electrical conductance of the composite fiber. The composite fiber containing 5 wt % MWNTs has a volume conductivity of 8.8 × 10^?4 S/cm, which is five orders higher than that of pure Lyocell fiber. These results indicate that the MWNTs/Lyocell composite fiber has potential applications in the areas of precursor of carbon fiber and conductive fiber. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011