国内外芳纶纤维表面改性的研究进展

介绍了芳纶纤维的特点、芳纶结构对纤维与基体的粘结性、芳纶增强复合材料力争性能的影响，综述了目前国内外芳纶表面改性的常用方法及研究进展，探讨了芳纶纤维表面微观形貌及接枝改性机理，认为根据分叉纤维模型理论，利用表面接枝法在芳纶表面形成枝杈，以这种改性芳纶纤维增强的复合材料的强度和断裂韧性会有很大提高。     

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。      

芳纶纤维表面分析及其对双马来酰亚胺树脂复合材料界面性能的影响

采用反气相色谱和扫描电子显微镜测试分析了芳纶纤维的表面性能,结果发现K1和K2两种芳纶纤维的表面均比较光滑,总表面能基本相当,但极性表面能和色散表面能分量存在较大差异。层间剪切强度测试表明K2/5405复合材料的界面强度高于K1/5405复合材料,断口形貌分别呈现出不同的基体破坏和界面破坏模式。利用Good-Girifalco相互作用参数分析纤维和树脂的表面能与复合材料界面性能的关系,结果发现复合材料中两相间的相互作用参数增大,匹配性提高,界面性能亦有所提高。     

芳纶纤维表面化学镀Ni-Cu-P的研究

采用化学镀技术,实现了芳纶纤维表面Ni-Cu-P的合金化处理,利用SEM、EDS和XRD分别对芳纶纤维原始样品、粗化后及施镀后的表面形貌、原始纤维及镀层的成分和物相组成进行了分析比较,并用冷热循环法对合金化后的芳纶纤维进行了结合力测试。结果表明:芳纶纤维表面化学镀Ni-Cu-P后呈灰色,镀层与基体结合力较好,镀层中Ni的质量含量为5.44%,Cu的为18.57%,P的为6.39%,且镀层以Cu、Ni3P、Cu3P为主。     

芳纶纤维的表面改性

介绍了近年来国内外芳纶纤维(Aromatic Polyamides,Kevlar Fiber)三种主要的表面处理方法,评述了各种方法的优缺点以及有待解决的问题和未来发展方向。     

芳纶纤维与树脂基体改性对复合材料剪切性能的影响

芳纶纤维表面惰性会影响其与树脂间的浸润性能和界面结合强度,因此限制了芳纶纤维复合材料在航空、航天、输电等领域的应用。为了对比纤维表面改性和树脂基体改性技术对芳纶纤维复合材料层间剪切性能的影响,文中结合光学和力学测试方法对不同改性技术及处理过程对芳纶纤维表面刻蚀的影响机制开展了深入研究。结果表明,乙酸酐化学刻蚀会对芳纶纤维表面基团产生影响且增加表面粗糙度。热氧化刻蚀处理后表面粗糙度显著增加,具有明显“沟壑”状。然而,当乙酸酐化学刻蚀处理时间高于6 h、热氧化刻蚀处理时间高于4 min时,纤维内部结构就会受到损伤,导致复合材料层间剪切性能降低。超声浸渍改性处理后,纤维表面粗糙度有一定增加,纤维表面附着的气体将会排出,超过20 min后改性效果趋于稳定。使用偶联剂改性树脂基体可以增加纤维表面的键合作用,当添加量超过3%时,树脂分子间的过度交联导致复合材料层间剪切性能下降。研究结果为提高芳纶复合材料浸润性能和界面强度提供了理论依据,对航空航天、电力系统中芳纶复合材料设计及制造研究具有参考价值。     

芳纶纤维表面改性的研究进展

芳纶纤维是当今高性能有机纤维的代表,树脂基复合材料是其主要应用形式。但是惰性的化学结构、光滑的表面以及由此带来的与基材间粘结性差的问题成为制约芳纶纤维应用的瓶颈。因此,芳纶纤维的表面改性研究显示出重要的理论意义和巨大的应用价值。综述了近年来芳纶纤维表面改性的研究方法,并指出了芳纶表面改性技术的发展方向。     

对位芳纶纤维的表面改性研究进展及展望

综述了近几年来芳纶纤维表面改性的最新研究进展,重点介绍了化学改性和物理改性方法的发展情况,并展望了纤维表面改性的发展趋势。     

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.     

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.     

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。     

影响芳纶纤维及其复合材料性能的因素和改善方法

介绍了芳纶纤维的发展历程和各种性能，对影响芳纶纤维及其复合材料性能的因素，如纤维结构、成纤条件、工作环境、后处理等进行了论述，并详细阐述了加填充剂、表面改性、低分子聚合改性等改善它们性能的方法。     

用微脱胶技术表征芳纶纤维材料界面强度

采用微脱胶原位技术表征了Ａｐｍｏｃ，芳纶－Ⅱ纤维复合材料界面结合强度。     

阳极氧化表面处理对碳纤维性能的影响

通过对国产PAN基碳纤维和沥青基碳纤维阳极氧化处理,得到了两种纤维的性能(σ_f,Cox/Cgr,表面形态)随阳极氧化处理条件变化的关系.实验结果表明,阳极氧化能较大地增加碳纤维表面的化学活性和物理活性.碳纤维经阳极氧化后,表面形成①—C—OH,②—C—OH=O,—O—C—O—,③—C=O,④R—CO₃—四种类型的含氧官能团,随阳极电位的升高,表面含氧官能团含量增加.阳极处理后的碳纤维,在其表面形成了微细缺陷,缺陷的形状因纤维的种类不同而不同.阳极电位是影响碳纤维性能最关键的电极参数.     

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     

超声波对F-12/环氧复合材料力学性能的影响

界面强度较弱是影响芳纶/环氧复合材料力学性能发挥的重要因素。本文采用超声技术在F-12/环氧浸润过程中增加树脂对纤维的浸润性, 从而改善复合材料的界面性能。探讨了超声最佳处理参数, 着重研究超声对复合材料力学性能的影响。      

表面冷等离子体改性对纤维抗拉强度的影响

碳纤维和芳纶纤维表面冷等离子体改性的效果甚佳,抗拉强度得到显著的提高。本文还讨论了不同冷等离子体气氛及处理时间对纤维抗拉强度的影响,并提出抗拉强度提高的可能机理。     

表面冷等离子体改性对纤维抗拉强度的影响

碳纤维和芳纶纤维表面冷等离子体改性的效果甚佳,抗拉强度得到显著的提高。本文还讨论了不同冷等离子体气氛及处理时间对纤维抗拉强度的影响,并提出抗拉强度提高的可能机理。      

聚丙烯共混表面改性剂的研究

由不同链长的甲基丙烯酸长链醇酯。少量改性剂与聚丙烯共混，能大幅增加聚丙烯表面润湿性与粘接性，而拉伸强度与熔点却变化不大。通过ＥＳＣＡ与接触角分析，发现极性基团大表面富集，添加不同改性剂使材料表面富集的极性基浓度与粘接强度产生差异。     

表面改性和复合工艺对金属纤维/聚合物复合材料性能的影响

以不锈钢纤维为导电填料,分别与ABS和PP复合,制得了电磁屏蔽用导电高分子复合材料。考察了表面改性和复合工艺对金属纤维／聚合物复合材料性能的影响。结果表明,用不同表面处理剂处理不锈钢纤维后,随纤维表面张力增加,复合材料的电阻率增加。使用母料法工艺可以有效地改善金属纤维在聚合物基体中的分散,从而提高复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能。