芳綸纖維的表面改性及其性能研究.pdf

1、芳綸纖維是一種高性能的合成纖維，其分子內(nèi)部苯環(huán)交替排列，分子鏈呈剛性棒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部高度取向和結(jié)晶，賦予了其極優(yōu)異的耐熱性、超高強(qiáng)度、阻燃、耐腐蝕、膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，芳綸纖維被廣泛用作高性能的結(jié)構(gòu)和功能材料。然而，規(guī)整的結(jié)構(gòu)、缺少極性基團(tuán)導(dǎo)致芳綸纖維的表面活性較低，極大地限制了芳綸纖維的應(yīng)用范圍。為了充分發(fā)揮芳綸纖維的優(yōu)異性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，常常需要對方綸纖維的表面加以修飾。
　　本文以多巴胺作為表面改性劑，采用提拉法

2、對PPTA長纖進(jìn)行表面修飾，得到了表面覆有致密聚多巴胺的活化芳綸纖維。并探究了多巴胺的濃度、提拉次數(shù)對修飾效果的影響。通過紅外光譜、X射線光電子能譜、X射線衍射、熱失重、掃描電鏡、接觸角、斷裂強(qiáng)力實(shí)驗(yàn)分別表征了改性前后PPTA纖維表面的化學(xué)成分、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、微觀表面形貌、浸潤性和力學(xué)性能的變化。結(jié)果顯示，經(jīng)過改性后的PPTA纖維，表面明顯包覆了一層聚多巴胺活性層，活性官能團(tuán)—氨基和羥基增加，水接觸角由143.50°減小到120.

3、6°，親水性增強(qiáng)；改性后纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能并未發(fā)生變化。且發(fā)現(xiàn)隨著多巴胺濃度和提拉次數(shù)的增加，纖維表面包覆層逐步致密，最佳包覆條件為：多巴胺濃度為2 g/L，提拉次數(shù)為15次。
　　接著，以活化纖維PPTA@PDOPA為原料，采用化學(xué)鍍銀法，制備了復(fù)合導(dǎo)電芳綸纖維。同樣采用紅外光譜、X射線衍射、熱失重、掃描電鏡、線電阻和斷裂強(qiáng)力對制備的 PPTA@PDOPA@Ag導(dǎo)電纖維進(jìn)行化學(xué)成分、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、微觀形貌、

4、電性能和力學(xué)性能進(jìn)行了一系列表征。發(fā)現(xiàn)鍍銀后的芳綸纖維，結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能基本未變，但表面包覆了一層連續(xù)致密的銀層，導(dǎo)電性能大幅度提高，線電阻可達(dá)到0.03Ω/cm。同時(shí)還探究了硝酸銀濃度、葡萄糖濃度和鍍銀時(shí)間對鍍銀效果的影響，得到最佳鍍銀條件為：硝酸銀濃度：20 g/L；葡萄糖濃度：20 g/L;鍍銀時(shí)間為25 min。
　　引入 CW01型纏繞機(jī)和自制帶孔玻璃槽，采用機(jī)械滾輪法模擬工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)，對PPTA纖維進(jìn)行活