芳綸的表面改性研究
由于芳綸與基體間的粘結(jié)性能較差,且當(dāng)纖維表皮受到破壞時(shí),力學(xué)性能下降很快,為了發(fā)揮芳綸優(yōu)異的增強(qiáng)性能,必須對(duì)芳綸進(jìn)行改性,改善芳綸表面粘結(jié)性能,增強(qiáng)與基材界面的結(jié)合狀況。芳綸表面改性主要是為了使纖維表面取向度降低,使纖維表面增加一定數(shù)量的活性基團(tuán)。 物理改性是通過(guò)等離子體、電子束和超聲波等物理技術(shù),改善纖維表面的物理和化學(xué)狀態(tài),加強(qiáng)纖維與基體之間的相互作用,最終改善纖維與基體之間的界面性能。其原理是通過(guò)對(duì)纖維表面進(jìn)行浸潤(rùn)、刻蝕和清洗;在纖維表面引入羥基、羰基等極性或活性基團(tuán);在纖維表面形成一些活性中心,進(jìn)而引發(fā)接枝反應(yīng),改善芳綸纖維的性能。表面涂層技術(shù)、等離子體技術(shù)、γ-射線改性技術(shù)是主要手段。 化學(xué)改性方法是通過(guò)硝化/還原、氯磺化等化學(xué)反應(yīng)在纖維表面引入氨基、羥基、羧基等活性或極性基團(tuán),通過(guò)化學(xué)鍵合或極性作用,提高纖維與基體之間的粘合強(qiáng)度。包括表面刻蝕技術(shù)、表面接枝技術(shù)和偶聯(lián)劑改性技術(shù)。在芳綸改性的各種方法中,表面接枝技術(shù)可能是化學(xué)工作者最期望使用,也是研究最多的技術(shù)手段。 芳綸改性的前提是在不損害纖維本體強(qiáng)度或?qū)w維本體強(qiáng)度影響很小的情況下,顯著改善纖維與樹(shù)脂基體的黏合性能。雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)的或各國(guó)技術(shù)人員正在研究的改性方法很多,但真正具有突出效果并且適用于工業(yè)化大批量生產(chǎn)的方法很少。 物理改性方法相對(duì)化學(xué)改性方法更容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化操作,今后應(yīng)加強(qiáng)這方面的深入研究,以提高芳綸及其復(fù)合材料的各項(xiàng)性能。 化學(xué)方法改性芳綸的效果比較顯著,能夠提高復(fù)合材料的界面剪切性能。但由于化學(xué)法要求相應(yīng)的處理方式、反應(yīng)溶劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等反應(yīng)條件,涉及車(chē)間工況腐蝕,環(huán)境安全衛(wèi)生,以及后序的洗滌、干燥、倒筒收絲等操作,所以一般化學(xué)法改性纖維均采用間歇處理方式。針對(duì)該方法發(fā)展高活性的反應(yīng)試劑,控制纖維改性的反應(yīng)條件,采用連續(xù)加工的處理方式將是今后研究的發(fā)展方向。 ?。ㄌ旖蚶砉ご髮W(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授 王立成) 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專(zhuān)稿請(qǐng)注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)",更多紡織專(zhuān)業(yè)資訊,關(guān)注錦橋紡織網(wǎng)微信公眾號(hào)。微信搜:錦橋紡織網(wǎng) |