对位芳纶在耐热输送带骨架中的应用性能研究

利用新型芳纶纤维设计一种新型耐热输送带骨架帆布。对帆布进行浸渍处理来测试其与覆盖胶的高温粘合性能。采用差热分析和热重分析探究芳纶纤维的耐热性能,并研究了芳纶纤维的耐腐蚀性能。结果表明:随着试验温度的提高,输送带的粘合能力下降;芳纶纤维具有较强耐腐蚀性和耐热性,作为耐热输送带带芯有较大优势。     

镀银导电芳纶纤维的制备及其性能研究

为了制备一种高性能的导电纤维,采用自制金属化试剂(NaH-DMSO)对芳纶纤维进行粗化处理,通过化学镀技术制备镀银导电芳纶纤维。研究了镀液成分及工艺条件对化学镀银的增重率、表面电阻及镀层形貌的影响并得到了最佳工艺参数。经检测,以最佳工艺制备的镀银芳纶纤维的导电性优良,电阻为0.25Ω/cm,且强度损失小(<5%),断裂强力为44N。     

芳纶纤维的络合/涂覆固化复合改性及其天然硫化胶性能的研究

采用氯化钙(CaCl2)水溶液络合/环氧树脂(EP)体系,对芳纶纤维(AF)进行表面处理,进行力学性能测试,分析复合处理对纤维/天然橡胶(NR)复合物力学性能的影响,结果表明:当添加EP/AF=3%(质量分数,下同)时改性效果最佳,AF/NR复合材料的拉伸强度、300%定伸应力和撕裂强度与单用CaCl2处理的相比,分别提高了9.21%、18.41%和14.98%;并且使用DMA,XRD及SEM分析复合处理对复合物界面粘合的影响。     

含咪唑结构间位芳纶纤维的制备与性能

以间苯二甲酰氯和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑为原料,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,通过低温溶液缩聚制备了含咪唑结构的间位芳香族聚酰胺树脂,然后通过干湿法纺丝得到芳纶长丝,并对其结构和性能进行了考察。结果表明,含咪唑结构的改性间位芳香族聚酰胺树脂纺丝过程稳定,所得纤维长丝粗细均匀、表面光洁,并具有优异的力学性能、热稳定性和阻燃性,其拉伸强度达0.76 GPa,拉伸模量达18 GPa,断裂伸长率为6%左右,初始热分解温度达440℃,800℃残炭率高达58%,在535℃以下,在空气中的稳定性甚至优于氮气氛围,其阻燃等级为V-0级别,极限氧指数、灼热丝起燃温度、灼热丝可燃性指数分别高达46%,930℃和960℃。     

含氯改性芳纶Ⅲ制备及其性能研究

通过本体结构改性方法制备出含氯改性芳纶Ⅲ纤维,并通过红外分析及元素分析确认含氯结构引入成功。力学性能、X射线衍射仪、热失重、差示扫描量热和动态热机械等手段的分析结果显示含氯结构的引入降低了干纱强度、结晶度、热分解温度和玻璃化转变温度,且玻璃化转变温度以上时,储能模量下降较明显,但浸胶丝强度和层间剪切强度得到明显提高,分别达到5313MPa和59MPa,证实含氯结构的引入有利于提高纤维与基体树脂的粘合性能。     

芳纶纤维的研究现状与进展

综述了国内外芳纶纤维生产现状与市场需求。介绍了芳纶纤维制备技术和研发进展包括:共聚合单体设计、聚合反应控制、纺丝工艺、表面改性和结构表征等。并对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)树脂的阴离子烷基化技术及其应用作了介绍。详细叙述了表面涂层、高能射线、等离子体处理的物理方法和通过表面活性化、表面接枝等化学方法对芳纶纤维表面进行改性的研究作了详述。给出了采用微聚焦同步辐射新技术观察芳纶纤维结构的结果。结合我国的实际情况,提出了发展我国芳纶产业的建议,包括加强基础研究以促进芳纶纤维工艺技术的完善和快速发展,加强多学科合作、关键设备与工程集成、国产芳纶的推广应用及产能控制等。     

聚碳酸酯基聚氨酯/芳纶纤维复合材料的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇为软段,利用预聚体法制备了系列聚碳酸酯基聚氨酯/芳纶浆粕纤维(Aramid pulp)复合材料,研究了芳纶浆粕纤维对聚碳酸酯基聚氨酯弹性体(PUE)力学性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、红外光谱及电子拉伸机等测试仪器对聚氨酯复合材料的结构与性能进行了表征和分析。结果表明,芳纶浆粕纤维能有效实现对聚氨酯弹性体的增强作用,其中对撕裂强度的增强尤为突出。当芳纶浆粕纤维用量为0.5%时,复合材料的撕裂强度由106 k N/m提高到120 k N/m,表现出最好的力学性能;芳纶浆粕纤维在聚氨酯中分散均匀,提高了复合材料的热稳定性。     

芳纶纤维复合材料界面粘结性能研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,从自制树脂基体入手,针对芳纶纤维的结构特点,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,制备了芳纶/AFR复合材料.通过宏观力学、微观力学以及接触角测试等方法研究了AFR树脂与芳纶纤维之间的界面粘结性能.结果表明:AFR树脂对芳纶纤维的浸润性好,单丝拔出强度高,复合材料的横向拉伸强度及层间剪切强度高,这说明芳纶纤维与AFR树脂之间具有良好的界面粘结性能.     

芳纶Ⅲ纤维拉伸性能的实验研究

测试了芳纶Ⅲ纤维的拉伸性能等,并与F-12和Kevlar-49纤维进行了对比.对由芳纶Ⅲ纤维与环氧树脂基体复合成型的单向纤维增强环形试样,测试了其拉伸强度、弹性模量和层间剪切强度,结果表明:芳纶Ⅲ纤维单向纤维复合材料的拉伸强度和弹性模量与F-12纤维相当,分别比Kevlar-49纤维要高出约25.7%和24.7%;但早期的芳纶Ⅲ纤维与环氧树脂基体的界面结合性较差,层间剪切强度仅为32.0～35.2MPa.     

芳纶纳米纤维强化浸渍处理芳纶纤维及其橡胶复合材料的界面黏合性能

为进一步提高芳纶纤维/橡胶复合材料的界面黏合性能,在传统“二浴”法浸渍间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)的基础上,分别在预处理液、RFL浸胶液中加入芳纶纳米纤维(ANF),研究ANF的添加工艺和用量对芳纶纤维/橡胶复合材料界面黏合性能的影响。结果表明,在预处理液中仅添加0.05wt%ANF, H抽出力为209.0 N,剥离力为19.8 N/根,动态黏合疲劳寿命9 829次,比未增强体系分别提高18.1%、14.4%和41.0%;在RFL浸胶液中添加0.15wt%ANF,H抽出力为206.5 N,剥离力为20.1 N/根,动态黏合疲劳寿命8 095次,比未增强体系分别提高15.9%、16.1%和16.1%。在预处理体系中添加ANF可更有效地提高动态黏合性能,原因在于ANF与芳纶纤维、预处理液中的异氰酸酯之间产生良好的化学作用,有利于界面处模量过渡,提高应力传递效率。     

芳纶浆粕纤维制备技术的研究进展

芳纶浆粕纤维(PPTA—Pulp)是PPTA纤维的一种新型差别化纤维，被广泛用于增强材料、摩擦材料、印刷集成电路板、触变剂等，它的制备从通过PPTA的硫酸溶液液晶纺丝、切断技术发展到在一定溶剂体系中进行低温溶液缩聚技术，其制备过程趋于简单、稳定、经济．本文综述了近年来PPTA—Pulp纤维的制备技术并简单介绍了其结构性能和发展前景。     

改性芳纶纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能表征

采用傅里德-克拉夫茨反应原理在芳纶纤维表面接枝环氧氯丙烷,用偶联剂二次改性,研究表面接枝对芳纶纤维结构与性能的影响,并测试了改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶的力学性能。结果表明:改性后芳纶纤维表面的含氧量增加,偶联剂成功引入到芳纶表面,明显增加了芳纶的表面粗糙度和表面活性,降低了芳纶纤维的结晶度,但是对芳纶纤维晶体结构的影响不大,接枝环氧氯丙烷-偶联剂改性的芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料相比于未改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料力学性能有明显提高,橡胶加工流变性能分析表明芳纶纤维接枝环氧氯丙烷-偶联剂二次改性增大了复合材料的储能模量和损耗模量,减小了损耗因子从而改善了芳纶纤维与橡胶基体的界面结合强度。     

Fe-BTC@芳纶复合材料的制备及其性能研究

采用层层自组装的方式在芳纶织物的表面负载金属有机框架材料(MOF)Fe-BTC。通过红外光谱、扫描电镜、能谱分析了Fe-BTC@芳纶的表面形态以及组成结构。并测试了Fe-BTC@芳纶催化双氧水降解异丙隆的性能。结果表明：循环自组装20次的Fe-BTC@芳纶复合材料在双氧水浓度为20mmol/L下,24h可将5mg/L异丙隆完全降解。Fe-BTC@芳纶对大肠杆菌的抑菌率达到了97.4%,表明Fe-BTC@芳纶在水处理和化学防护方面具有潜在的应用前景。     

芳纶浆粕对膨胀阻燃聚丙烯性能影响

采用芳纶浆粕(PPTA-pulp)对膨胀阻燃聚丙烯(PP)进行增强改性,通过一步共混法制备了PPTA-pulp-膨胀型阻燃剂(IFR)/PP阻燃复合材料,考察了PPTA-pulp用量对PPTA-pulp-IFR/PP复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能的影响。结果表明,当硅烷偶联剂KH-550处理的PPTA-pulp质量比为5%时,膨胀阻燃复合材料的力学性能达到最佳: 拉伸强度40.0 MPa,冲击强度56.9 J·m^-1,极限氧指数LOI 28%,垂直燃烧等级达到UL-94 V-0级。复合材料的热稳定性能提高,炭残余量增加。SEM观察表明,PPTA-pulp经KH-550处理后,浆粕纤维与基体树脂的结合性较好。     

对位芳纶纤维的研究与应用进展

介绍了对位芳纶的结构和性能,以及当前其应用的各种领域,通过对位芳纶纤维表面改性研究,使其产品性能不断改善,材料成本降低,对位芳纶纤维必将在更广阔的领域中得到应用。     

芳纶纤维/浆粕表面能及其复合纸性能

测定了几种间位芳纶短纤维、芳纶纯浆粕及其复合纸的表面接触角,结合倒数平均调和方程计算了芳纶纤维及复合纸的表面能。通过芳纶纸中纤维与浆粕界面张力及粘附功的计算,分析芳纶纤维及浆粕的表面能与其复合纸性能的关系。结果表明:采用水和乙二醇作为接触角测试液体时,芳纶纤维及浆粕的表面能为35～45 mJ·m-2。其中,芳纶短纤维表面能稍高于芳纶浆粕,芳纶短纤维及浆粕的极性分量大于色散分量,表面能越高越利于增强表面可润湿性,粘附功越大。热压导致芳纶复合纸表面能下降,相对于Nomex纸,自制芳纶复合纸的表面能降低得更明显。芳纶短纤维与浆粕的色散分量和极性分量越匹配,表面能之差及界面张力越小,则芳纶复合纸中纤维之间的粘接力越强,抗张指数也越高。      

对位和间位芳纶短切纤维混杂对芳纶纸性能的影响

采用国产对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺)短切纤维、间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺)短切纤维与沉析纤维混杂制备芳纶纸,研究了纤维混杂效应对芳纶纸性能的影响。采用SEM、XRD分析了自制混杂纤维芳纶纸和Nomex T410(0.13mm)纸中短切纤维与沉析纤维之间的微区结合特征以及结晶性能,通过TGA分析了混杂纤维芳纶纸与Nomex T410纸的耐热性能,并通过对比自制芳纶纸与Nomex T410纸力学性能、绝缘性能,研究了对位和间位芳纶短切纤维混杂对芳纶纸性能的影响。结果表明:芳纶纸抗张指数、撕裂指数、结晶度以及耐热性能均随对位芳纶短切纤维添加量的增加而增加,而芳纶纸耐压强度呈先上升后下降的趋势。当对位和间位短切纤维混杂比为2∶2(质量比)时,自制混杂纤维芳纶纸与Nomex T410纸短切纤维与沉析纤维之间粘结状态相似,力学性能、绝缘性能与耐热性能相近,其抗张指数为130.4N·m·g~(-1),优于Nomex T410纸纵向(111.1N·m·g~(-1))与横向(56.2 N·m·g~(-1))的;撕裂指数为32.6 mN·m~2·g~(-1),介于Nomex T410纸纵向(37.6mN·m2·g~(-1))与横向(23.6mN·m2·g~(-1))之间;耐压强度分别为26.5kV·m~(-1)和27.0kV·m~(-1);结晶度分别为34.84%、15.71%;初始分解温度分别为430.6℃、435.1℃,780℃时其质量损失分别为42.8%、39.1%,芳纶纸均具有稳定的耐热性能。