LiCl处理对芳纶纤维表面结构与性能的影响

为提高芳纶纤维与复合材料基体间的界面强度,首先,使用LiCl乙醇溶液处理芳纶纤维一定时间;然后,对LiCl处理芳纶纤维表面的化学组成、微观形貌、单丝拉伸强度及芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面性能等进行了测试分析。结果表明:使用LiCl乙醇溶液处理芳纶纤维后,芳纶纤维表面的含氮官能团含量增加;处理后,芳纶纤维表面有刻蚀出的沟槽,表面粗糙度增大,进而改善了芳纶纤维与环氧树脂基体的界面粘接性能,使芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度由处理前的21.75 MPa提升到37.98 MPa;最佳处理时间为3~4 h,而处理时间过长会导致芳纶纤维的单丝拉伸强度及复合材料的层间剪切强度下降。所得结论证实使用LiCl处理芳纶纤维是一种有效的表面改性方法。      

硅烷偶联剂及氧化石墨烯二次改性对芳纶纤维界面性能的影响EI北大核心CSCD

为改善芳纶纤维(PPTA)与丁腈橡胶(NBR)复合材料之间的界面强度,采用硅烷偶联剂A172和氧化石墨烯(GO)对芳纶纤维表面进行接枝改性处理,并对处理前后的芳纶纤维进行化学结构、表面形貌及H抽出力分析。利用SEM对抽出纤维表面和橡胶基芳纶纤维复合材料截面进行微观结构分析。结果表明:硅烷偶联剂和氧化石墨烯对芳纶纤维进行二次表面改性后,纤维表面含氧基团增加,化学活性提高,处理后表面存在明显的表层附着物,纤维结构未发生明显损伤且表面粗糙度得到明显改善。每个处理阶段后H抽出力均有提高,且氧化石墨烯二次改性后的芳纶纤维H抽出力提高效果最佳,从18.192 MPa提高到48.748 MPa,芳纶纤维与丁腈橡胶的界面结合力得到了显著提升,从而证实了硅烷偶联剂和氧化石墨烯二次改性芳纶纤维的有效性,为橡胶基芳纶纤维复合材料性能的研究提供了参考。     

CaCl1和多巴胺处理对芳纶纤维表面结构与性能的影响

采用氯化钙(CaCl2)乙醇溶液和多巴胺水溶液浸渍法对芳纶纤维表面进行改性处理,对改性后芳纶纤维表面的化学结构、微观形貌、表面粗糙度、单丝拉伸强度和芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面性能等进行了测试分析.结果表明,采用CaCl2乙醇溶液处理芳纶纤维后,芳纶纤维表面有刻蚀出的沟槽,表面粗糙度增大,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度明显提高,同时由于纤维结构受到破坏,单丝拉伸强度下降了11.12％;采用多巴胺水溶液处理时,芳纶纤维表面沉积了聚多巴胺涂层,表面粗糙度增大,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度进一步提高,纤维结构几乎不受影响,单丝拉伸强度降幅较小;采用CaCl2乙醇溶液和多巴胺水溶液先后处理芳纶纤维后,纤维表面的聚多巴胺涂层更致密,复合材料的层间剪切强度达到最大值,同时改性后的纤维具有一定的抗紫外性能,此方法改性效果最优.     

CaCl_2和多巴胺处理对芳纶纤维表面结构与性能的影响

采用氯化钙(CaCl_2)乙醇溶液和多巴胺水溶液浸渍法对芳纶纤维表面进行改性处理,对改性后芳纶纤维表面的化学结构、微观形貌、表面粗糙度、单丝拉伸强度和芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面性能等进行了测试分析。结果表明,采用CaCl_2乙醇溶液处理芳纶纤维后,芳纶纤维表面有刻蚀出的沟槽,表面粗糙度增大,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度明显提高,同时由于纤维结构受到破坏,单丝拉伸强度下降了11.12%;采用多巴胺水溶液处理时,芳纶纤维表面沉积了聚多巴胺涂层,表面粗糙度增大,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度进一步提高,纤维结构几乎不受影响,单丝拉伸强度降幅较小;采用CaCl_2乙醇溶液和多巴胺水溶液先后处理芳纶纤维后,纤维表面的聚多巴胺涂层更致密,复合材料的层间剪切强度达到最大值,同时改性后的纤维具有一定的抗紫外性能,此方法改性效果最优。     

芳纶纤维的磷酸表面处理及其树脂基复合材料界面性能

采取不同浓度的磷酸水溶液对芳纶纤维进行表面处理, 并对不同处理条件下芳纶纤维的单丝强度、表面性质及其环氧树脂复合材料的界面性能进行了分析和测试。结果表明: 20 wt %磷酸溶液处理的芳纶纤维, 纤维表面含氧官能团含量最高; 继续提高磷酸溶液的浓度, 含氧官能团含量下降, 纤维表面趋于平整, 单丝强度上升。用20 wt %磷酸溶液处理芳纶纤维, 纤维/ 环氧树脂基复合材料的层间剪切强度达到62 MPa , 界面剪切强度提高18 % , 是一种简单有效的表面处理方法。纤维表面粗糙度和纤维表面含氧官能团的数量是影响芳纶纤维/ 环氧树脂复合材料界面结合性能的关键因素。      

超临界二氧化碳对芳纶纤维的表面改性

针对芳纶纤维与树脂基体界面性能差及纤维原纤化的问题,采用超临界二氧化碳分散环氧树脂对芳纶纤维进行表面改性,研究超临界二氧化碳处理对芳纶纤维结构及性能的影响。结果表明超临界二氧化碳改性处理能够提高环氧树脂对芳纶纤维的浸润效果,利用超临界二氧化碳分散环氧树脂对芳纶纤维进行处理,可以在一定程度上提高芳纶纤维的性能并改善芳纶增强树脂基复合材料的界面性能。超临界二氧化碳处理能够提高芳纶纤维表面粗糙度及比表面积,且芳纶纤维性能不受影响。     

化学改性芳纶纤维增强水泥基复合材料的性能

采用化学改性法对芳纶纤维进行表面处理, 研究了改性前后芳纶纤维对水泥基复合材料强度及抗冲击性能的影响。结果表明: 芳纶纤维的掺入可以提高水泥砂浆的抗折强度和抗冲击性能, 经化学改性后的芳纶纤维增强效果更加明显。当掺杂纤维的体积分数为1.0%时, 化学改性前后芳纶纤维增强水泥砂浆试样与基准砂浆试样相比, 其28天抗折强度分别提高了15.18%和23.85%, 抗冲击韧性分别提高了276.74%和294.54%。采用SEM对芳纶纤维表面微观形貌及试样断口形貌进行了观察, 利用XPS对改性前后芳纶纤维表面元素变化进行了研究, 探讨了芳纶纤维对水泥砂浆的增强机制。      

芳纶纤维的表面改性及其在橡胶制品中的应用研究

介绍了芳纶纤维的种类、性能、表面改性方法及其在橡胶制品中的应用。芳纶纤维高强度、高模量和低密度的优异性能使其在橡胶制品中具有广泛的应用前景。由于芳纶纤维与基体材料的界面相容性较差,芳纶纤维需要进行表面改性处理。物理改性和化学改性方法都可以改善芳纶纤维与基体材料的界面相容性。     

芳纶纤维表面化学镀Ni/Sn研究

采用化学镀技术制备Ni/Sn双镀层芳纶纤维,实现了芳纶纤维表面金属化,应用SEM、EDS和XRD分析研究芳纶纤维在不同处理阶段表面形貌、镀层成分和物相的变化,并对镀层进行耐腐蚀性、结合强度和导电性能测试。结果表明,芳纶纤维经过适当的前处理获得了适合于化学镀的洁净催化过渡表面;在实验中观察到,镀液pH值为6,施镀时间为120 min时,镀镍层均匀、连续地覆盖于芳纶纤维表面,厚度达到了752 nm;镀液pH值为0.8~1.2,施镀温度为150 min时,镀锡层与镀镍芳纶纤维结合良好,双镀层厚度达到1.4μm;镍锡镀层与芳纶纤维结合致密且牢固,镀层耐腐蚀性、结合强度和导电性能良好。     

表面处理对芳纶纤维物理和机械性能的影响

为了提高界面结合能力,采用空气等离子体对芳纶纤维表面进行改性,通过扫描电子显微镜观察处理前后纤维表面形貌的变化情况,对纤维力学性能及摩擦性能进行测试,优选出最佳处理工艺。进一步研究了纤维表面改性处理方式对纤维集合体力学性能和防刺性能的影响。结果表明:表面改性后芳纶纤维的摩擦系数增大,但强力有所下降,空气等离子体处理最佳条件为50Pa、50W处理5min。芳纶纤维表面经过等离子体改性后,无纺布锥刺的最大压缩载荷同比未处理样品提高了5.27%。     

提高芳纶及其与X4502基体体系界面的耐湿热性研究

以多环氧基化合物(Ag-80)和烯丙基化合物(3-氯丙烯)分别处理芳纶(Kevlar49)表面,可显着提高芳纶及其与X4502基体体系界面粘结的耐湿热性。     

芳纶复合材料的界面粘结

为改善芳纶纤维增强树脂基复合材料中界面粘结强度,本研究用Mctowo.Takayanagi——化学处理法,对芳纶1414纤维进行表面处理.并依据红外光谱分析(IR),元素分析(E.A.),XPS能谱分析等近似估价芳纶1414纤维表面导入约88mol%接技率的E-51环氧化合物.用单纤维拉拔实验法直接测定芳纶1414纤维/环氧树脂基体体系的界面剪切强度.实验结果表明,芳纶1414纤维经表面环氧接技化处理后,可较明显地提高界面剪切强度而对纤维拉伸强度的降低较小.树脂基体性能对界面剪切强度的影响较显著.通过电子显微镜(SEM)观察被拔出纤维及树脂孔穴的破坏形貌,解析界面破坏机理.     

Surface modification of carbon fiber/epoxy composites with randomly oriented aramid fiber felt for adhesion strength enhancement

To increase the strength of an adhesive joint whose adherend is composed of a carbon fiber/epoxy composite, the surface of the adherend is reinforced with randomly oriented aramid fiber felt before the full cure of the adherend. With this smart cure cycle, the aramid fibers are exposed from the adherend, promoting a bridging effect between the fibers and the adhesive. The cured carbon fiber/epoxy composite material, on which the aramid fiber felt is placed, is co-cure bonded with a smart cure cycle developed in this work. The improvement of the adhesive bonding strength due to the aramid fiber felt is measured with the single-lap shear test of adhesively bonded joints. Additionally, the flexural strength of the carbon fiber/epoxy composite adherend with the co-cure bonded aramid fiber felt is measured.     

超声作用对芳纶/环氧浸润行为的影响

芳纶/环氧复合材料界面性能较弱是影响其优异发挥的主要原因，为改善树脂对纤维的浸润性和提高界面强度，采用超声强迫浸渍技术，研究了超声作用下，树脂体系粘度、表面张力的变化趋势，进而研究了树脂对纤维的浸润性，为提高芳纶/环氧复合材料的界面性能提供了依据。     

芳纶短纤维增强天然橡胶耐磨材料的研究

利用芳纶短纤维增强天然橡胶耐磨材料,研究了纤维含量、长度和纤维粘合处理、混炼工艺等因素对短纤维复合材料性能的影响及芳纶浆粕和短纤维增强复合材料的热老化性能。实验发现,在开炼机上将芳纶短纤维直接加入母校炼校的混炼工艺和芳纶长复丝活化、浸ＲＦＬ后再短切的纤维处理方法可以实现纤维的较好分散和粘合。性能测试结果表明,芳纶短纤维使复合材料具有性能各向异性和更大的拉伸模量、硬度,更好的热老化性、耐溶剂性和纤维     

芳纶浆粕纤维增强均质气压砂轮特性

基于Halpin-Tsai方程,引入纤维取向因子,建立了芳纶浆粕纤维增强气压砂轮内橡胶层模量预测模型,描述了气压砂轮基体在动态变化过程中的应力-应变关系。通过ANSYS仿真分析,得出了气压砂轮在不同纤维体积分数下的应力-应变规律,证实了芳纶浆粕纤维增强方法可以改善砂轮基体接触形变缺陷问题。采用混炼法制备了芳纶浆粕纤维增强的橡胶基体,观测到了多维网状纤维微观分布结构,并采用拉伸试验验证了弹性模量预测模型。设计了芳纶浆粕纤维增强气压砂轮加工试验。证明了经芳纶浆粕纤维增强后的气压砂轮可以迅速提升工件表面质量,并使划痕损伤获得一定的控制。     

芳纶纤维表面改性技术及相关机理的研究进展

综述了目前国内外芳纶表面改性的常用方法及研究进展,介绍了芳纶结构对界面粘结性及复合材料力学性能的影响,并对芳纶接枝改性的机理进行了探讨,认为根据分叉纤维模型理论,接枝改性法可以有效提高复合材料性能.