纤维表面改性对纸基摩擦材料原纸强度性能的影响

采用高温空气氧化法对碳纤维表面进行改性处理,同时采用磷酸氧化法对芳纶短切纤维表面进行处理,对改性前后的两种纤维分别进行表征;采用芳纶浆粕、竹浆、海泡石绒以及改性前后的碳纤维和芳纶短切纤维混合来抄造纸基摩擦材料原纸;探究纤维的表面改性处理对纸基摩擦材料原纸强度性能的影响。结果表明,改性后的纤维表面产生了很多沟壑,纤维表面粗糙程度增加,纤维表面的接触点和面积更多,结合力更大,同时引入了大量的活性基团;用改性纤维配抄的纸张层间结合强度比未改性纤维配抄的纸张层间结合强度提高了21%。     

低温等离子体处理对芳纶染色性能的探讨

由于芳纶具有很高的玻璃化温度和结晶度,致使芳纶纤维染色非常困难.低温等离子体对芳纶纤维表面进行处理有可能解决芳纶染深色的问题.利用低温等离子体设备在不同工艺条件下,对芳纶织物进行表面改性,并优化最佳工艺条件;通过对处理前后芳纶纤维的机械性能、化学性能的测试,纤维表面结构对比分析等,找出亲水性的基团.因此,本实验在研究低温等离子体对芳纶表面改性处理的前提下,研究其物理化学性能的变化以及探讨低温等离子体处理芳纶织物前后染色性能的变化.本课题的研究将解决芳纶染色的难题,为芳纶的开发应用有积极的推动作用.     

多聚磷酸处理对间位芳纶染色性能的影响

采用多聚磷酸对芳纶纤维进行表面改性,然后再进行染色,研究了多聚磷酸处理对芳纶染色性能的影响。结果表明:经多聚磷酸处理后,芳纶织物的断裂强力略有下降,染色织物的表观得色量和上染率有明显提高。扫描电子显微镜(SEM)和表面元素分析表明,多聚磷酸处理可使间位芳纶纤维发生刻蚀和溶胀,纤维表面含氧基团增多,纤维表面活性提高;红外光谱分析证明多聚磷酸处理对纤维表面结构无影响;XRD测试分析发现纤维晶体结构无损伤,但结晶度降低;热重分析证明多聚磷酸处理对纤维热性能无影响。     

DBD等离子体处理芳纶织物的表面性能

为改善芳纶织物的表面黏结性能,采用常压氩气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理对芳纶织物进行表面改性,研究处理时间对芳纶织物的表面形貌、表面化学成分、润湿性能、单纱断裂强力和剥离强度的影响规律。结果表明:DBD等离子体处理后,芳纶纤维的表面被刻蚀,粗糙程度明显增加;纤维表面氧、氮极性基团含量增加;纤维的表面润湿性和黏结性能均显著提高,且在处理时间为60 s时达到最优;等离子体处理对芳纶织物断裂强力的影响较小。     

高性能纤维的单纤维压缩弯曲性能

选取11种高性能纤维,包括PBO纤维、芳纶1313纤维、对位芳纶纤维、高强聚乙烯长丝和高强聚乙烯短纤等,采用单纤维压缩弯曲仪测试纤维的单纤维压缩弯曲性能,并对其压缩弯曲曲线进行对比分析。结果表明,11种高性能纤维中,Technora纤维的最大力和抗弯刚度最大,在相同条件下,Technora纤维更难被压弯;PBO纤维普通丝的抗弯刚度远大于高模量丝的抗弯刚度;直径相同的条件下,芳纶1414纤维的最大力、等效弯曲模量及抗弯刚度明显高于芳纶1313纤维;超高分子量聚乙烯纤维的压缩弯曲曲线变化趋势最明显。     

低温等离子体处理对芳纶界面性能的影响

为研究低温等离子体处理对芳纶界面性能的影响,制作了满足要求的试样并进行等离子体处理实验。采用扫描电子显微镜（SEM）、浸润性实验等方法对芳纶表面的刻蚀程度进行表征,并对低温等离子体处理前后的芳纶进行拉伸性能测试。结果表明：随着低温等离子体处理时间的延长、处理功率的增大,芳纶表面刻蚀度加剧;低温等离子体处理后芳纶的拉伸性能变化不大,但纤维的浸润性有了明显改善;纤维与树脂的结合强度也有近50%的提高。     

芳纶表面化学处理方法新进展

芳纶作为一种高性能纤维,具有优异的综合性能,并已作为重要的增强材料广泛应用于复合材料中。芳纶作为增强体用于复合材料时,由于纤维的高结晶度使其表面光滑、化学活性低,导致芳纶与基体的界面粘结性能差,因此需要对芳纶进行表面改性以提高与基体的界面粘结性能。本文通过介绍芳纶表面化学处理方法的一些新进展,探讨了如何提升复合材料中芳纶与基体的界面粘结性能。     

高性能纤维表面处理技术

玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维为满足成型加工、制作高强复合材料的要求,需要进行表面处理,该文阐述了这方面的技术及研究成果。     

超声波处理对服用对位芳纶纤维染色性能的影响

通过分析超声波处理前后对位芳纶纤维物理性能及染色性能的测试分析,探讨了超声波处理对对位芳纶纤维染色性能的影响。研究表明,超声波处理对对位芳纶纤维的表面造成一定程度的损伤,致使纤维结晶度下降,但并未改变纤维的分子结构。经过超声波处理的对位芳纶纤维的染色性能得到一定程度的改善。     

偶联剂处理碳纤维对燃料电池用碳纤维纸性能的影响

本文对偶联剂处理碳纤维前后纤维表面基团的变化进行了分析,并就偶联剂处理碳纤维对碳纤维纸性能的影响进行了研究,结果表明:处理后,碳纤维表面的羟基和含氧基团的数量增多,在偶联剂用量为2%时,碳纤维纸的性能较优,此条件下的碳纤维纸透气性、强度性能优于未经处理的碳纤维纸,但导电性能有所下降。     

高性能复合纸基摩擦材料原纸抄造工艺的初步研究

采用碳纤维、短切芳纶纤维和芳纶浆粕、竹纤维以及海泡石绒为原料,通过湿法成形制备纸基摩擦材料原纸;探讨了原纸中海泡石绒对混杂纤维的分散作用,以及在羧基丁腈胶乳和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的作用下对填料、摩擦性能调节剂的吸附和粘结效用。实验结果表明:海泡石绒对混杂纤维有良好的分散作用,并能改善浆料的留着和纸页的匀度。     

产业用高性能纤维的理化性能分析

纺织纤维鉴别是根据各种纤维特有的物理、化学等性能,采用不同的分析方法对样品进行测试,通过对照标准照片、标准谱图及标准资料来鉴别未知纤维的类别。分析了碳纤维、芳砜纶、芳纶的表面形态、集聚态结构、热性能、结晶结构及化学溶解性能等理化性能,为进一步探讨高性能纤维的定量检测方法提供了理论依据。     

采用AFM法表征芳纶短切纤维和沉析纤维表面黏附力

采用原子力显微镜(AFM)探针修饰技术,用芳纶沉析纤维薄膜对探针进行修饰,在水中测定了芳纶短切纤维和沉析纤维的表面黏附力,探究了不同pH值对芳纶短切纤维和沉析纤维表面黏附力的影响.实验结果表明,芳纶沉析纤维薄膜修饰的探针与芳纶短切纤维和沉析纤维之间的黏附力分别为1.71 nN和9.20 nN,沉析纤维分子间黏附作用力大于其与芳纶短切纤维间的黏附力,认为探针针尖与芳纶短切纤维和沉析纤维-NH-之间的相互作用与pH值相关,芳纶沉析纤维修饰的探针与芳纶沉析纤维之间的黏附力受pH值的影响较大.     

芳纶表面氧化改性研究

通过利用具有氧化性的双氧水对芳纶进行表面改性的试验及其分析,研究芳纶改性前后机械性能以及表面形态的变化情况。采用扫描电子显微镜观察处理前后芳纶的表面形态特征;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,从而得出芳纶表面氧化改性最佳工艺参数:双氧水浓度30%(质量分数),温度60℃,时间30min。     

对位芳纶磷酸化表面改性

为提高芳纶与基质材料的黏结性能。采用稀磷酸在芳纶表面进行高温浓缩磷酸化改性。结果表明：稀磷酸高温浓缩工艺能够对纤维表面进行有效的改性;XPS分析表明：稀磷酸浓缩改性可以在芳纶表面引入大量的磷元素;SEM分析表明：芳纶改性后,表面由光滑变为略微粗糙;红外光谱分析表明：芳纶纤维的改性使纤维表面引入了-P-OH,31P-NMR分析表明:改性芳纶结构中引入了二磷酸基团;X射线衍射和热失重分析表明：改性后的芳纶结晶结构没有变化,结晶度略有增加,热稳定性保持良好;在低磷酸浓度条件下,改性后的芳纶纤维力学性能保持良好。稀磷酸浓缩改性工艺流程短、改性速度快、成本低、具有良好的应用前景。     

芳纶纤维的冷等离子体处理及其老化性能

为改善芳纶纤维与树脂基体之间的黏结性,采用氮气冷等离子体技术对芳纶纤维进行改性,借助扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪及接触角测量仪观察和分析纤维的表面形貌、化学组分、表面润湿性及表面能的变化。结果表明：样品处理后24 h内,纤维表面粗糙度提高,C 含量减少,N 和 O 含量增加,接触角由疏水转变为亲水,表面能增大;随着放置时间的延长,纤维表面粗糙度保持不变,非极性基团C—C 和C—H 含量增加,极性基团C—N、C—O 和NH—CO 含量减少,表面能降低,接触角增大,最后趋于稳定;放置28d后,接触角比未处理纤维降低了27.8°,表面能提升了87%,表明冷等离子体对表面的刻蚀和改性是永久的。     

PEO分散芳纶纤维及分散机理研究

芳纶纤维的亲水性差、极易絮聚,对芳纶纤维抄纸带来很大的不利。本研究利用聚氧化乙烯(PEO)分散芳纶纤维,研究PEO用量、疏解转数大小对PEO分散效果的影响,并对PEO分散机理进行了初探。实验结果发现,在一定范围内,随着PEO用量的增加会显著提升芳纶纸各项性能,在PEO用量为0.5%时,成纸各项性能达到最佳。疏解转数大小对芳纶纤维的分散效果也有明显的影响,随着转数增大,纸页性能会明显上升,但并不是越大越好。     

臭氧等离子体预处理对芳纶染色性能的影响

针对芳纶难以使用常规工艺进行染色和印花加工等问题,通过臭氧等离子体预处理芳纶织物后结合树脂改性以提升染色性能。研究了臭氧等离子体预处理对树脂改性芳纶表面元素和形貌的影响,探究了改性后芳纶织物的分散染料染色效果。结果表明:单独的臭氧等离子体处理对芳纶的染色效果改善并不明显,而臭氧等离子体预处理引入了丰富的活性基团并构建了粗糙的界面,显著提升了树脂的均匀分散性,使树脂和织物间的结合强度最高可提升104%,同时,大大提高了芳纶织物的分散染料上染率(98.6%)和表观染色深度(2.7),染色织物的色牢度得到有效提升,耐摩擦色牢度可达到服装面料使用要求。