芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响

利用磷酸、硅烷偶联剂、硝化/还原改性剂等对芳纶纤维进行改性,再以改性后的芳纶纤维配抄芳纶纸,探讨芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响.结果表明,上述3种改性方法均可以改善芳纶纤维与芳纶浆粕界面的结合,从而提高芳纶纸的强度.     

乙酸酐改性对芳纶/环氧复合材料的影响

为提高芳纶Ⅲ/环氧复合材料界面粘结强度,用乙酸酐分别在常温、50℃、75℃、100℃条件下对芳纶Ⅲ改性处理,分别用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对改性前后芳纶Ⅲ纤维表面性质及性能进行表征.用处理前后的纤维与24A聚胺酯树脂按质量比为树脂∶纤维=1∶1.5的比例分别称取,将二甲苯溶解后的树脂溶液均匀地涂覆于处理过的纤维表面制成预浸料,然后用层压法将其制成复合材料.按照GB/T 1449-2005标准,分别测试其弯曲强度.结果表明:经改性处理过的纤维表面较未处理时含氧基团增加、表面变粗糙,制备的复合材料的弯曲强度较未处理时提高了35.8%.乙酸酐对芳纶Ⅲ改性处理的方法操作简便、效果显著,是一种非常有效的化学改性方法.     

纤维表面处理对芳纶/水泥砂浆复合材料力学性能的影响

为了改善纤维与水泥基材的界面黏结,利用低温等离子技术对芳纶纤维作表面处理,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观察处理前后芳纶纤维表面形貌的变化;采用二步法制备短切芳纶纤维增强水泥砂浆试样,利用万能试验机测试低温等离子处理前后试样的弯曲强度的变化。结果表明:低温等离子处理能够有效地改善芳纶纤维的表面形貌;当处理功率为100 W时,芳纶/水泥砂浆复合材料试样的弯曲强度从8.3 MPa提高到了10.5 MPa,提高了26.4%;当处理时间为20 min时,试样的弯曲强度从8.3 MPa增加到9.7 MPa;继续提高处理功率和延长处理时间,试样的弯曲强度反而下降。     

改性芳纶纤维/水泥砂浆复合材料的力学性能

采用化学法、等离子体法、紫外线法处理芳纶纤维,考察改性纤维对水泥砂浆力学性能的影响.实验结果表明,化学法改性的芳纶纤维在芳纶纤维/水泥砂浆复合材料中能够形成良好的界面结合,使其力学性能得到显著改善.利用扫描电镜对试样进行了微观分析,初步探讨了改性芳纶纤维在水泥砂浆中的作用机理.     

液晶改性芳纶增强环氧树脂的相容性与力学性能

针对环氧树脂复合材料存在的应力开裂以及与基体界面相容性差等问题,采用液晶和离子单体对芳纶纤维进行改性,再与环氧树脂及固化剂按一定比例混合,制得液晶改性芳纶增强环氧树脂复合材料.正交试验结果表明,常温下固化20min,芳纶、环氧树脂与固化剂的质量比为0.07∶35∶11,复合材料的弯曲应力为445.6MPa,应变为0.975%,比水解芳纶增强环氧树脂复合材料、芳纶增强环氧树脂复合材料的弯曲应力分别提高了29%和33%.扫描电镜研究表明,复合材料中分散相在基体中的分散性较好,有良好的界面相容性,断面处的断裂方式由脆性断裂变为韧性断裂.红外光谱研究表明,加入液晶改性芳纶的复合材料出现了磺酸基团和氮氮双键的特征吸收峰.     

芳纶纤维橡胶混凝土的塑性开裂与韧性研究

为探究掺加芳纶纤维对橡胶混凝土的韧性、抗裂性的影响,将40目橡胶粉等体积替换7.5％细骨料制成橡胶混凝土,并加入不同掺量的芳纶纤维,采用平板试验及落锤试验,分别研究了纤维橡胶混凝土的抗裂性能及冲击韧性.结果 表明:掺入芳纶纤维对橡胶混凝土的抗压强度提升不明显,但显著提高了冲击韧性和抗塑性开裂;在芳纶纤维掺量为0.7％时,试件的抗冲击韧性比达到最大值4.125,比橡胶混凝土增加了大约3倍;芳纶纤维掺量分别为0．3％、0.5％、0.7％时,混凝土未出现裂缝,有效提高了混凝土抵抗开裂的能力.     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳试验

对带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳性能做了初步研究.通过4根混凝土梁的疲劳试验,对比了带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁的疲劳破坏形态、疲劳寿命、挠度和应变发展等力学性能,分析了芳纶纤维布的预应力水平对试件疲劳性能的影响.试验结果表明,预应力芳纶纤维布加固的试验梁与非预应力芳纶纤维布加固的基准梁相比,其疲劳寿命提高了33%～74%;加固梁的疲劳破坏源于受拉纵筋的疲劳破坏,纤维布的疲劳性能优于钢筋的疲劳性能.在试验研究基础上,建立了预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命计算公式.     

芳纶Ⅲ的氧气等离子的表面改性

为改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,采用氧气等离子体对芳纶Ⅲ进行表面改性,制备了芳纶环氧复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析、动态接触角(DCA)分析、测定拉伸强度、弯曲强度等测试方法来研究改性处理效果.结果表明:经等离子处理后,纤维表面m(O)/m(C)比提高,纤维表面粗糙度明显增大,与水的润湿角变小,弯曲强度较未处理提高了30%.     

热压光对纸基芳纶纤维结构的影响

测定了热压光前后纸基芳纶纤维的内聚能密度、结晶度大小、粘度及粘均相对分子质量,研究了芳纶纸基纤维玻璃化温度与内聚能密度及结晶度的关系.结果表明:热压光后芳纶纤维的内聚能密度、结晶度与玻璃化温度(Tg)提高,粘度及粘均相对分子质量下降;热压光后的芳纶纤维玻化温度随内聚能密度及结晶度的增大而提高.     

耐紫外线芳纶1313的制备及力学性能研究

为了提高芳纶1313（Poly-m-phenyleneisophthalamide,以下简称PMIA）纤维在日光下的使用寿命,作者将紫外线吸收剂添加到纺丝原液中,通过湿法纺丝制得了耐紫外线芳纶1313纤维,并对纤维老化前后的力学性能进行了测试分析.研究表明,所报道的制备方法在赋予芳纶1313纤维耐紫外线性能的同时对其力学性能无明显影响,在芳纶纤维工业化生产过程中通过共聚或者共混的方法引入紫外线吸收剂改善其耐紫外线性能是可行的.     

酸性KMnO_4条件下芳纶纤维的表面改性研究

利用KMnO4在酸性的环境中具有氧化性的特性对芳纶纤维进行表面改性研究,分析其表面形貌、强力以及拉伸性能的变化;采用扫描电子显微镜观察处理前后芳纶纤维的表面形态特征;以夹角余弦幅度法确定权重;利用模糊正交法的理论与方法处理试验数据,得出模糊综合评价值.从而得出最佳实验指标为:硫酸质量分数10%,KMnO4质量浓度5 g/L,处理温度为30℃,处理时间35 min.     

碳／芳纶纤维混凝土梁热性能分析的边界元法

用边界元法分析了碳／芳纶纤维增强混凝土双T形桥梁的温度场及热传导状况。在二维无限域内单位强度点热源作用的温度场为基本解,用虚拟热源法求解梁结构在温度荷载下的稳态温度场。由于边界元法的数值离散特性,应用二次非协调单元简便可行地解决了数值计算中的角域问题和边界点法向取值不确定问题。算例表明本文方法具有较高的精度。     

芳纶纤维表面改性技术研究现状与进展

芳纶纤维性能优异,但是其应用于复合材料必须进行表面改性。论述了芳纶纤维的改性方法,包括物理改性、化学改性及其他改性方法,并预测芳纶纤维表面改性的发展方向。     

芳纶纤维／环氧树脂复合材料固化工艺的研究

复合材料的成型工艺直接影响其综合性能,考察芳纶纤维／环氧旨复合材料模压工艺的保温时间、固化温度、加压时机等因素对复合材料性能的影响,结果表明：可用室温浸胶,５０℃保温０．５ｈ,７５℃保温５ｍｉｎ,加压后升温至１００℃,固化３ｈ,保压１８ＭＰａ,固化后自然降至温的固化工艺,可以合理地控制芳纤维／环纤维／环氧树脂复合材料模压样品的质量,保证其优异性能的发挥。     

芳纶气凝胶中空纤维及薄膜的制备与性能

采用同轴湿法纺丝技术和旋转涂覆法,通过冷冻干燥制备了芳纶气凝胶中空纤维及薄膜.利用SEM、BET和热重分析(TG)对芳纶气凝胶中空纤维及薄膜的微观结构和热稳定性进行了表征,研究了芳纶气凝胶薄膜的隔热性能.结果表明,利用纯叔丁醇(TBA)替换芳纶纤维中的水经冷冻干燥后所得到的芳纶气凝胶中空纤维具有更为均匀的多孔网络结构,芳纶气凝胶中空纤维比表面积154.782～179.224 m2/g,孔容积0.769～0.797 cm3/g,孔径2.48～3.88 nm,芳纶气凝胶薄膜比表面积和孔容积分别为145.224 m2/g和0.669 cm3/g,主要孔径为2.7 nm.导热系数和隔热性能测试结果表明,不同厚度的芳纶气凝胶薄膜的导热系数均小于0.06 W/(m·K),且薄膜越厚,隔热性能越好.     

几种芳香族高性能纤维性能改进研究

芳香族纤维因具有刚性链结构和良好规整性而拥有高强高模、耐高温等性能,被广泛应用于众多产业。介绍了芳纶、聚苯硫醚,聚对苯撑苯并双噁唑三种芳香族纤维的性能特征,详细指出其产业化应用在耐紫外性能、染色性能、界面黏结性和压缩性能方面的不足。此外,还根据现有资料回顾了芳香族纤维在这些方面的改性方法及效果。