一种适用于不同极性范围基体树脂的高复合性能的芳香族聚合物纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子化合物制备技术领域，具体而言，涉及一种适用于不同极性范围基体树脂的高复合性能的芳香族聚合物纤维及其制备方法。所述方法包括：将芳香族聚合物纤维接枝修饰二氧化硅，再通过所述二氧化硅上的Si‑OH引入能够与所述基底树脂发生化学键合的活性基团。本发明专利技术通过接枝将二氧化硅粗糙结构引入到纤维表面，大大提升了纤维表面与各种不同极性范围的树脂之间的机械锁结相互作用，然后利用二氧化硅的Si‑OH结构再引入氨基，环氧基，乙烯基等，而这些基团可以与不同极性范围的树脂在界面形成化学键合，通过强有力的化学键将纤维与树脂连接起来，因此大幅度提升了聚合物纤维与不同极性范围的各种树脂的粘结性能。

An Aromatic Polymer Fiber with High Composite Properties for Matrix Resins with Different Polarity Ranges and Its Preparation Method

The invention relates to the technical field of preparing polymer compounds, in particular to an aromatic polymer fiber with high composite properties suitable for matrix resins with different polarity ranges and a preparation method thereof. The method comprises grafting an aromatic polymer fiber onto silicon dioxide, and then introducing an active group capable of chemical bonding with the substrate resin through the Si_OH on the silicon dioxide. The invention introduces the rough structure of silicon dioxide onto the fiber surface by grafting, greatly improving the mechanical locking interaction between the fiber surface and various resins with different polarity ranges, and then introduces amino groups, epoxy groups, vinyl groups and so on by using the Si_OH structure of silicon dioxide, which can be used with different polarity ranges. The resin forms chemical bonding at the interface, and the fiber is bonded to the resin by strong chemical bonding. Therefore, the bonding performance between the polymer fiber and various resins with different polarity ranges is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于不同极性范围基体树脂的高复合性能的芳香族聚合物纤维及其制备方法
本专利技术涉及高分子化合物制备
，具体而言，涉及一种适用于不同极性范围基体树脂的高复合性能的芳香族聚合物纤维及其制备方法。
技术介绍
芳香族聚合物纤维是一种高强高模耐高温的高性能纤维，其最为重要的应用就是作为增强体制备树脂基高性能复合材料，其在多个军事民用领域都有着广泛的应用，包括与橡胶复合制备轮胎和胶管，与环氧树脂、双马来酰亚胺树脂复合制备飞机结构件复合材料，与聚丙烯复合制备高端体育器材。但是，芳香族聚合物纤维作为复合材料增强体，还没有完全发挥出其优异的性能，这是由于复合材料的整体性能不仅取决于树脂基体和纤维的性能，还和复合材料的界面粘接性息息相关。芳香族聚合物纤维拥有较高的结晶度且表面光滑，其表面呈现惰性，所以其与各种树脂的粘结性能较差，以至于其所制备的复合材料性能远低于预期。通常来讲，纤维/聚合物界面的粘结性能是由三种相互作用决定的。它们是(1)机械锁结；(2)极性匹配；(3)化学键合。这些相互作用可以相应地通过增大纤维表面积、引入范德华力/静电相互作用和纤维与树脂之间的化学键等进行引入。目前已经有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于不同极性范围基体树脂的高复合性能的芳香族聚合物纤维的制备方法，其特征在于，包括：将芳香族聚合物纤维接枝修饰二氧化硅，再通过所述二氧化硅上的Si‑OH引入能够与所述基底树脂发生化学键合的活性基团。

【技术特征摘要】
1.一种适用于不同极性范围基体树脂的高复合性能的芳香族聚合物纤维的制备方法，其特征在于，包括：将芳香族聚合物纤维接枝修饰二氧化硅，再通过所述二氧化硅上的Si-OH引入能够与所述基底树脂发生化学键合的活性基团。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性基团包括乙烯基、氨基或者环氧基中的至少一种；优选的，所述活性基团以含有活性基团的硅氧烷的形式引入；更优选的，当所述活性基团为乙烯基时，所述含有活性基团的硅氧烷包括甲基乙烯基环硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种；更优选的，当所述活性基团为氨基和/或环氧基时，所述含有活性基团的硅氧烷包括氨丙基封端聚二甲基硅氧烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三羟基硅烷、乙氧基氨丙基聚二甲基硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、聚(二甲基硅氧烷)端单缩水甘油醚、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，引入所述活性基团的反应条件为，将修饰有二氧化硅的芳香族聚合物纤维静态浸泡0.1wt％～3wt％的所述含有活性基团的硅氧烷溶液中反应0.5h～2h；或；将修饰有二氧化硅的芳香族聚合物纤维与1wt％～20wt％的所述含有活性基团的硅氧烷溶液动态连续反应0.1min～10min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芳香族聚合物纤维选自含苯并咪唑的芳杂环聚酰胺纤维或聚酰亚胺纤维。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅的接枝修饰方法包括：1).在所述芳香族聚合物表面接枝烯丙基；2).将1)中的反应产物与含巯丙基的硅氧烷反应得到含有硅氧基的芳香族聚合物纤维；3).将所述含有硅氧基的芳香族聚合物纤维在酸性条件下水解得到表面含硅羟基的芳香族聚合物纤维；4).将所述表面含硅羟基的芳香族聚合物纤维与二氧化硅溶胶溶液反应得到表面接枝有二氧化硅的芳香族聚合物纤维。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)具体包括：将所述芳香族聚合物在含有碱性催化剂与相转移催化剂的反应体系下，与烯丙基化合物的乙醇溶液进行反应；优选的，所述烯丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向阳，程政，侯庆华，罗龙波，王旭，刘昌莉，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51