涤纶纤维磷酸化改性

为提高涤纶纤维与其他基质的粘结性能,利用稀磷酸溶液在涤纶表面高温浓缩进行磷酸化改性。结果显示：稀磷酸溶液经过高温浓缩使涤纶表面发生了有效的改性。红外光谱分析显示涤纶表面引入新的P—OH;X射线衍射与热失重分析显示,改性后的涤纶纤维结晶结构与改性前差异不大,热稳定性能有所提高。稀磷酸溶液浓缩改性,工艺流程简短、成本低、速度快,具有优秀的应用前景。     

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。     

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%。     

磷酸溶液处理对对位芳纶纤维结构的影响

用黏度法、X射线衍射（XRD）、光学显微镜及扫描电镜（SEM）等测试手段对磷酸溶液处理前后对位芳纶纤维的相对分子质量、聚集态结构、形态结构进行了研究,探讨了磷酸溶液处理对对位芳纶纤维不同层次结构的影响。结果显示：未处理对位芳纶纤维的黏均相对分子质量为2．70万,用50％磷酸溶液处理4h后,其相对分子质量降低为2．38万;而其处理前后结晶度分别为58．24％、59．58％,变化不大。未处理对位芳纶纤维的表面光滑,经磷酸溶液处理后纤维原纤化作用明显,表面可观察到大量的微细纤维。     

用于芳纶纤维化学镀银的表面改性研究进展

为全面了解适合芳纶纤维化学镀银的表面改性方法,综述芳纶纤维表面改性常用的物理方法(包括冷等离子体改性、超声改性、γ-射线改性和超临界流体技术)和化学方法(包括表面刻蚀、表面接枝和氟气改性)。发现各改性方法都有优缺点,都很难在保证芳纶纤维力学性能的前提下兼顾表面形貌、润湿性和极性基团的引入,因此建议将多种改性方法结合使用或使用改性剂对芳纶纤维进行二次功能化处理,使芳纶纤维化学镀银达到良好的效果。     

易染间位芳纶的制备及其性能

为提升间位芳纶的染色效果，从分子结构改性出发，引入易染基团。采用溶液聚合法在聚合反应过程中加入4,4′-二氨基二苯砜(DDS),在聚间苯二甲酰间苯二胺分子结构中引入砜基，通过调整DDS的加入量调控聚合物分子结构中砜基的含量，采用湿法纺丝工艺制备改性间位芳纶。测试了改性间位芳纶及其织物的染色性能、力学性能、阻燃性能和色牢度。结果表明：随着DDS引入量的增加，改性间位芳纶的染色性能得到明显提升，当间苯二胺与DDS的量比为7∶3时，采用阳离子红染色后改性间位芳纶的K/S值为3.82,比常规间位芳纶提高1.39;采用阳离子蓝染色后改性间位芳纶的K/S值为5.83,比常规间位芳纶提高2.74,采用分散蓝、分散红对纤维染色也具有较好的染色效果。此外，改性间位芳纶织物保持良好的力学性能，其断裂强度为3.65 cN/dtex,断裂伸长率为35.21%;与常规间位芳纶织物相比，改性间位芳纶织物的力学性能和阻燃性能无明显变化，耐干湿摩色牢度和耐日晒色牢度提升1级。     

聚酰亚胺织物的羧基化表面改性

为提高聚酰亚胺织物的服用性能,采用碱剂对聚酰亚胺织物表面进行羧基化改性处理。借助X 射线光电子能谱、红外光谱、热重、热阻、湿阻等测试手段研究了碱处理后聚酰亚胺织物的性能,并探讨了阳离子染料对其的染色性能。结果表明：碱处理可对聚酰亚胺纤维进行有效的改性;碱处理在聚酰亚胺纤维表面引入大量氧元素,纤维分子中引入了羧基和酰胺酸;改性后聚酰亚胺织物热稳定性保持良好;碱处理后聚酰亚胺织物热阻、湿阻略有下降,极限氧指数可达到37%,阻燃性能优异;聚酰亚胺纤维羧基化改性增加了阳离子染料的亲和力,平衡上染百分率显著提高,染色吸附等温线符合Langmuir 吸附模型。     

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.     

芳纶纤维的表面络合改性

利用络合改性效果显著、工艺简单、成本低廉的特性对芳纶进行表面改性,研究ZnCl2、CaCl2及LiCl各自的水溶液和乙醇溶液对芳纶纤维的改性效果,确定络合改性溶液。采用控制变量法通过芳纶表面微观形貌观察及材料力学性能测试,探讨了溶液浓度及处理时间对芳纶纤维改性效果的影响。结果表明:最优处理工艺为7%LiCl/乙醇溶液,处理时间为5 h,处理温度为78.5℃。改性后的芳纶表面粗糙度明显提高,且纤维本体强度损失不大。     

氧化对高强对位芳纶纤维复合材料力学性能的影响北大核心

对位芳纶(PPTA)纤维用H2O2溶液进行氧化改性,制备改性芳纶增强环氧树脂基复合材料。研究表明,低浓度的H2O2可以有效地在芳纶纤维上引入极性基团,刻蚀纤维表面,同时增加纤维的比表面积。20层0.3 mol/L双氧水改性PPTA增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能最佳,达405.0 MPa。     

对位芳纶纤维的动态力学分析

基于对对位芳纶纤维及对位芳纶纸进行动态力学分析,探究了对位芳纶纤维在一定频率的交变力作用下的应变行为及纸基材料内部分子的运动。研究表明,温度由低到高时,对位芳纶纸基材料经历了玻璃态、高弹态、黏流态3种不同的状态;由于结晶度较高的对位芳纶短切纤维的贡献,配抄纸样的初始储能模量高于纯浆粕纤维;热压可以使芳纶浆粕纤维发生重结晶,提高结晶度,有利于改善纤维的储能模量;通过动态力学温度谱图,可以从微观角度说明抄造芳纶纸用的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的共混性很好。     

酚醛纤维织物热湿舒适性的灰色聚类分析

为了解酚醛纤维织物的热湿舒适性,将酚醛纤维织物应用于消防领域,以酚醛纤维织物及消防服常用的阻燃棉布、芳纶1313 织物、聚酰亚胺织物为研究对象,对隔热性、保温性、透湿性、透气性和输水性这5 个指标进行测试,研究相同面密度的不同种类织物的热湿舒适性。利用灰色聚类分析理论对5 个指标进行聚类分析,对这4 种织物在不同环境下的热湿舒适性能做了综合评价。结果表明：在高温条件下,酚醛纤维织物具有较好的热湿舒适性,聚酰亚胺织物与阻燃棉布次之,芳纶1313 织物最差;在低温条件下,酚醛纤维织物也具有良好的热湿舒适性,聚酰亚胺织物次之,芳纶1313 物与阻燃棉布最差。     

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。     

PPTA@ZnO NWs的功能化修饰及导热绝缘纸基材料的制备与研究

为了提高芳纶纤维纸基材料的导热性,通过水热合成法在对位芳纶纤维(PPTA)表面生长氧化锌纳米线(ZnO NWs),进一步用硅烷偶联剂KH550对PPTA@ZnO NWs进行功能化修饰,采用湿法造纸技术制备PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料并研究其导热性能、绝缘性能及力学性能。结果表明,ZnO NWs成功地均匀包覆在PPTA表面。与PPTA纸基复合材料相比,PPTA@ZnO NWs纸基复合材料的导热系数可达0.455W/(m·K),提高115.64%,且介电强度满足绝缘要求。经硅烷偶联剂KH550功能化修饰后,PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料导热系数较修饰前基本保持不变,呈现优异的绝缘性和良好的力学性能,介电强度增加3.69%,拉伸强度提高58.75%。     

间位芳纶纤维的载体染色

研究了间位芳纶纤维用弱酸性染料、Lanaset染料、阳离子染料的染色性能,发现阳离子染料可以上染间位芳纶,染色的色泽和深度较好.载体染色中,用正交试验研究影响染色的主次因素发现,采用类似氯苯的载体高温高压染色,纤维色牢度较高.     

FRP-水泥砂浆抗弯性能的研究

利用三点弯研究了水泥砂浆外贴碳纤维和芳纶纤维片材后的抗弯性能,并对2种纤维进行表面处理,探讨纤维的表面处理对FRP水泥砂浆体系抗弯性能的影响。结果表明,用等离子体分别对碳纤维和芳纶纤维进行表面处理,CFRP和AFRP水泥砂浆的最大断裂载荷都能显著提高,而且构件在受弯过程中没有发生剥离破坏,FRP被拉断,纤维高强的特点得到充分发挥。     

氯仿改性芳纶纤维对芳纶纸强度性能的影响

通过正交实验优化出了氯仿溶液改性芳纶纤维的最佳工艺条件,并结合IR、XPs等仪器分析探讨氯仿增强芳纶纸强度性能的机理.结果表明,用11.10％乙醇水溶液+氯仿处理沉析纤维25 min,再用清水清洗2次后,与未处理的短切纤维抄造成纸,检测得出芳纶纸的抗张指数增加了65.5％,紧度提高了4 4％.改性后芳纶纸纤维表面的部分羰基转化成了羟基,增加了纤维间的界面黏结力,从而提高了纸张强度.     

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.