芳纶及其功能织物的研究动态

芳纶是一种耐高温的高强高模特种纤维。介绍了间位芳纶和对位芳纶的结构和性能,以及当前利用其性能制得的各种功能芳纶织物。指出芳纶今后的研究方向:更高的力学性能,130～170GPa的弹性模量,60～90GPa的抗拉强度;更多的功能特性,尤其是耐500～600℃高温的特性。以期芳纶功能织物特性大幅度提高,应用更广泛。     

表面处理芳纶纤维在丁羟橡胶中的应用

为改进芳纶纤维的表面光滑、化学惰性强、与橡胶黏结性能差等缺点,用硅烷偶联剂KH-550对其表面进行改性处理.用电子能谱仪(ESCA)和扫描电镜(SEM)对改性后的纤维和丁羟橡胶表面进行了测试,结果表明:C元素的含量明显下降,N和O元素的含量提高,纤维表面活性提高.制得芳纤/丁羟橡胶复合材料的拉伸强度由未处理的2.58 MPa提高到处理后的3.22 MPa.处理后,由SEM得到芳纶纤维丁羟橡胶复合材料表面的丁羟橡胶量增加.在KH-550的质量分数为5%、处理时间为5 h的条件下,芳纶纤维的处理效果最佳.     

芳纶环保轮胎的制造与性能研究

研究芳纶帘线在轿车子午线轮胎中的应用.结果表明,芳纶轮胎的外缘尺寸和强度均满足国家标准要求,与正常生产轮胎相比,芳纶轮胎的质量可减小10%,滚动阻力可降低10%以上,并具有优异的高速性能,满足绿色环保轮胎的要求.     

UV photo‐stabilization of tetrabutyl titanate for aramid fibers via sol–gel surface modification

Tetrabutyl titanate was used as sol–gel precursor of a nanosized TiO₂ coating to improve the photo‐stability of aramid fibers. The nanosized TiO₂ coating was characterized by XRD and XPS. The influence of the TiO₂ coating on photo‐stability of aramid fibers was investigated by an accelerated photo‐ageing method. The photo‐stability of aramid fiber showed obvious improvement after coating. After 156 h of UV exposure, the coated fibers showed less deterioration in mechanical properties with the retained tensile strength and elongation at break greater than 36 and 50% of the original values, respectively, whereas the uncoated fibers degraded completely and became powdery. SEM analysis showed no significant surface morphological change on the coated fiber after the exposure, while some latitudinal crack fractures appeared on the uncoated aramid fiber. The effect of the nanosized TiO₂ coating was also well demonstrated by examining the difference of distributions of C1s in XPS deconvolution analysis on the surface of uncoated/coated fibers with increasing UV exposure time. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 103: 3113–3119, 2007     

芳纶-RFL-轮胎橡胶体系性能增强研究

简要介绍了芳纶的典型结构、性能及在轮胎中的应用。重点阐述了增强芳纶帘子线/轮胎橡胶体系性能的途径及国内外研究进展:中国、美国、德国、日本和欧洲一些国家对该领域进行较深入地研究,主要是通过芳纶表面、轮胎橡胶和间苯二酚-甲醛-胶乳体系(RFL)3方面的改性来增强芳纶-RFL-轮胎橡胶体系性能。     

芳纶纤维增强丁腈橡胶的摩擦性能

研究了芳纶纤维增强丁腈橡胶(NBR)复合材料的物理机械性能和摩擦性能,并用扫描电子显微镜分析了芳纶纤维增强NBR复合材料的磨损表面和磨屑形貌。结果表明,芳纶的加入提高了NBR的拉伸强度;随着芳纶用量的增大,复合材料的扯断伸长率降低;芳纶的加入降低了NBR的摩擦系数和磨损率;当芳纶用量为20份时,复合材料的综合性能最佳。加入芳纶对NBR摩擦磨损形式的改变是NBR摩擦性能提高的重要原因。     

氨气等离子体改性处理芳纶Ⅲ表面的研究

以氨气为反应气体,对芳纶Ⅲ进行等离子体表面改性处理,研究了等离子体处理时间和处理功率对纤维表面性能的影响;采用X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、接触角和微脱粘实验等测试方法对改性前后纤维表面元素组成、形貌、润湿能力以及界面粘结强度进行表征。结果表明:芳纶Ⅲ经过氨气等离子体改性后,表面含氮极性基团的含量增加,粗糙程度增大,润湿能力得到明显的改善;当氨气等离子体处理时间为15 min,功率为100 W时,芳纶Ⅲ与环氧树脂的界面粘结强度从处理前的12.9 MPa提高到18.2 MPa,与水的接触角由处理前的71.4°下降到46.8°。     

芳纶纤维复合材料包裹混凝土短柱轴心动态抗压强度研究

采用空军工程大学的100分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对芳纶纤维材料(AFRP)包裹混凝土短柱在高应变率条件下的抗压强度进行了试验研究。研究结果表明:在高应变率下,采用AFRP加固混凝土短柱,动态抗压强度得到了显著提高,并随应变率上升而增长;相同应变率水平下,动态抗压强度随AFRP加固层数的增加呈现出先增大后减小的特性,其中两层AFRP包裹混凝土短柱增强性能最优。另外,考虑应变率效应,对Bethet强度模型进行修正,得到了适用于高应变率条件下的AFRP包裹混凝土短柱强度模型。     

芳纶纤维布粘贴加固桥梁下部施工方法的探索

介绍了芳纶纤维布粘贴加固旧桥施工的工艺原理,对其施工工艺流程作了简要论述,并对施工准备、混凝土表面清理、涂刷底胶、粘贴、加固等工序的操作要点进行了详细阐述,给出了施工质量控制措施,指出该工法具有良好的社会效益和经济效益。     

AFRP加固砖砌体双剪试件抗剪承载力

从HFRP加固砖砌体双剪试件的受力模型入手,从理论上分析试件的加固受力机理,推导抗剪承载力计算公式,并进行芳纶纤维复合材料(AFRP)加固砖砌体双剪试件的验证性试验研究。结果表明,所推导的理论计算公式与试验结果吻合较好。并得出影响AFRP布加固砖砌体抗剪极限承载力的主要因素是:有效发挥系数γ、摩擦系数μ和AFRP布条带轴线与灰缝方向的夹角θ。