一种提高芳香纶表面活性的方法技术

本发明专利技术提供的一种提高芳香纶表面活性的方法，其包括以下步骤：(1)芳纶纤维的表面预处理：依次将芳纶纤维放置于丙酮中、无水乙醇中加热煮沸一段时间；然后放到无离子水中洗涤，处理完毕后将纤维干燥；(2)芳纶纤维的表面活化处理：对纤维先进行超声波处理；然后将超声波处理后的纤维置于过氧化氢溶液中进行活化处理一段时间；将上述活化后的纤维用无离子水进行洗涤；将清洗后的活化纤维进行干燥，即制得表面改性芳纶纤维。本发明专利技术的超声波-过氧化氢联合改性芳纶纤维表面处理方法简单，能够大幅度提高芳纶纤维增强复合材料的界面粘结强度，同时保持芳纶纤维自身的力学强度基本不变，设备简单、操作方便，便于工业化连续处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种提高芳香绝表面活性的方法，属于纤维处理

技术介绍
芳绝是一种具有高取向度和高结晶度的刚性大分子，分子对称性高，横向分子间 作用力弱；另外由于分子中存在大量的芳香环，使其分子间的氨键变弱，横向强度低使得在 压缩及剪切力作用下容易产生断裂。该种结构上的特点使得芳绝表面呈现较大的惰性，反 应活性低，导致芳绝与树脂等基体的之间的界面粘附性很差。为了更好地发挥芳绝优异的 力学性能，改善芳绝增强复合材料的界面结合状况，就必须对芳绝表面进行改性处理。 目前，芳绝纤维表面改性的方法主要有：表面涂覆法、等离子表面改性、超声波处 理、表面接枝改性等。 表面涂覆法是在纤维表面涂覆一层聚合物树脂或低分子物质对纤维进行表面改 性的方法。 等离子体表面改性是利用等离子体引发高聚物产生自由基进行反应，再通过随后 的自由基转移、氧化和禪合等反应，在纤维表面形成活性基团，改善纤维的表面性能。 超声波处理主要是利用超声波在液体中引起气泡破裂时产生的高温、高压及局部 激波作用引起纤维表面的变化，从而降低表面自由能，提高树脂浸溃性能。 表面接枝改性是利用化学试剂与芳绝表面进行反应，在纤维表面引入可反应的活 性基团，在与基体材料复合时能够发生化学反应形成共价键，从而增加材料与基体的界面 粘结性。[000引其他还有共聚改性、稀±改性、氣处理等方法。 用上述方法进行改性时，存在如下问题：工艺复杂，处理步骤多，有的处理条件苛 亥IJ，反应需要的设备多，投资成本大，工业化难度较大。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供了一种提高芳香 绝表面活性的方法，其包括W下步骤： (1)芳绝纤维的表面预处理： 将芳绝纤维放置于丙酬中加热煮沸一段时间，然后浸入到无水己醇中加热煮沸一 段时间；然后将纤维放置于无离子水中进行洗漆，除去纤维加工过程中表面的处理剂，处理 完毕后将纤维干燥一段时间； (2)芳绝纤维的表面活化处理： 首先，对纤维先进行超声波处理；然后将超声波处理后的纤维置于过氧化氨溶液 中进行活化处理一段时间；之后，将上述活化后的纤维用无离子水进行洗漆；最后，将上述 清洗后的活化纤维进行干燥，即制得表面改性芳绝纤维。 进一步，作为优选，在步骤（1)芳绝纤维的表面预处理中，将芳绝纤维放置于丙酬 中加热煮沸的时间为1小时，浸入到无水己醇中加热煮沸的时间也为1小时。 进一步，作为优选，最后处理完毕后将纤维干燥的时间为2小时。 进一步，作为优选，在步骤（2)的芳绝纤维的表面活化处理中，在对纤维先进行超 声波处理之前，先将步骤（1)预处理后的芳绝纤维剪成20cm左右的样品，然后再对纤维先 进行超声波处理，且超声波处理的温度为50~80°C，处理时间为；30min~60min。[001引进一步，作为优选，在步骤（2)的芳绝纤维的表面活化处理中，在对纤维先进行 超声波处理之后，设置有制备不同浓度的过氧化氨溶液步骤，且控制过氧化氨的浓度为 10%~30%;将超声波处理后的纤维置于过氧化氨溶液中进行活化处理时，溶液温度控制 在40C~80°C，反应时间控制在30min~60min。 进一步，作为优选，在步骤（2)的芳绝纤维的表面活化处理中，将活化后的纤维用 无离子水进行洗漆过程中，直到洗液PH值为7才停止洗漆。 本专利技术的有益效果；本专利技术提供的一种提高芳香绝表面活性的方法，采用超声 波-过氧化氨联合改性芳绝纤维表面处理方法，十分简单，能够大幅度提高芳绝纤维增强 复合材料的界面粘结强度，同时保持芳绝纤维自身的力学强度基本不变，设备简单、操作方 便，便于工业化连续处理。【附图说明】 图1为改性前芳绝纤维的结构； 图2为采用本专利技术提供的方法改性后芳绝纤维的结构； 图3为采用本专利技术提供的方法改性后芳绝纤维的红外光谱分析图； 图4为改性后芳绝纤维的断裂强度曲线图；图5为改性后芳绝纤维与树脂等复合材料基体的层间剪切强度曲线图；【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步说明。 本专利技术提供了一种提高芳香绝表面活性的方法，其方法步骤如下：[002引 （1)芳绝纤维的表面预处理： 将芳绝纤维放置于丙酬中加热煮沸1小时，然后浸入到无水己醇中加热煮沸1小 时；然后将纤维放置于无离子水中进行洗漆，除去纤维加工过程中表面的处理剂，处理完毕 后将纤维在电热恒温鼓风干燥箱中干燥2小时。 (2)芳绝纤维的表面活化处理： ①将预处理后的芳绝纤维剪成20cm左右的样品，对纤维先进行超声波处理，处理 温度；50~80°C，处理时间；30min~60min; ②制备不同浓度的过氧化氨溶液；控制过氧化氨的浓度为10%~30%; ⑨将超声处理后的纤维置于上述过氧化氨溶液中，在一定温度下处理一段时间； 溶液温度控制在40°C~80C，反应时间控制在30min~60min; ④将上述活化后的纤维用无离子水进行洗漆，直到洗液PH值为7 ; ⑥将上述清洗后的活化纤维进行干燥，即制得表面改性芳绝纤维。本专利技术的超声波-过氧化氨联合改性芳绝纤维表面处理方法简单，能够大幅度提 高芳绝纤维增强复合材料的界面粘结强度，同时保持芳绝纤维自身的力学强度基本不变， 设备简单、操作方便，便于工业化连续处理。经过采用本专利技术提供的芳绝表面活性的方法处理的芳绝纤维，如图1-2所示，为 芳绝纤维经超声波-过氧化氨联合改性后的结构变化，其中，图1为改性前芳绝纤维，图2 为改性后芳绝纤维。[003引如图3所示，通过红外光谱分析，经超声波-过氧化氨联合改性后纤维的哲基、駿 基和氨基基团含量明显增加，活性增加。而且，在表面形貌上，经超声波-过氧化氨联合改 性后，芳绝纤维表面粗趟度增加，纤维与树脂等复合材料基体的粘结性能随之增加。 表1为改性后芳绝纤维的X光电子能谱分析表【主权项】1. ，其包括以下步骤： (1) 芳纶纤维的表面预处理： 将芳纶纤维放置于丙酮中加热煮沸一段时间，然后浸入到无水乙醇中加热煮沸一段时 间；然后将纤维放置于无离子水中进行洗涤，除去纤维加工过程中表面的处理剂，处理完毕 后将纤维干燥一段时间； (2) 芳纶纤维的表面活化处理： 首先，对纤维先进行超声波处理；然后将超声波处理后的纤维置于过氧化氢溶液中进 行活化处理一段时间；之后，将上述活化后的纤维用无离子水进行洗涤；最后，将上述清洗 后的活化纤维进行干燥，即制得表面改性芳纶纤维。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤（1)芳 纶纤维的表面预处理中，将芳纶纤维放置于丙酮中加热煮沸的时间为1小时，浸入到无水 乙醇中加热煮沸的时间也为1小时。3. 根据权利要求2所述的，其特征在于，最后处理完 毕后将纤维干燥的时间为2小时。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤（2)的 芳纶纤维的表面活化处理中，在对纤维先进行超声波处理之前，先将步骤（1)预处理后的 芳纶纤维剪成20cm左右的样品，然后再对纤维先进行超声波处理，且超声波处理的温度为 50~80°C，处理时间为：30min~60min。5. 根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤（2) 的芳纶纤维的表面活化处理中，在对纤维先进行超声波处理之后，设置有制备不同浓度的 过氧化氢溶液步骤，且控制过氧化氢的浓度为10%~30% ;将超声波处理后的纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高芳香纶表面活性的方法，其包括以下步骤：(1)芳纶纤维的表面预处理：将芳纶纤维放置于丙酮中加热煮沸一段时间，然后浸入到无水乙醇中加热煮沸一段时间；然后将纤维放置于无离子水中进行洗涤，除去纤维加工过程中表面的处理剂，处理完毕后将纤维干燥一段时间；(2)芳纶纤维的表面活化处理：首先，对纤维先进行超声波处理；然后将超声波处理后的纤维置于过氧化氢溶液中进行活化处理一段时间；之后，将上述活化后的纤维用无离子水进行洗涤；最后，将上述清洗后的活化纤维进行干燥，即制得表面改性芳纶纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾曌，
申请(专利权)人：贾曌，
类型：发明
国别省市：山东;37