芳纶纤维表面涂覆层组成及力学性能关系研究

芳纶纤维表面涂覆层组成及其力学性能关系研究

20 0 6年 7月

芳纶纤维表面涂覆层组成及其力学性能关系研究 申明霞,费传军,夏涛 ( .河海大学材料系,江苏南京 20 9 1 10 8;2 .中材科技股份有限公司,江苏南京 2 0 1 ) 10 2

摘要:过研究芳纶纤维表面涂覆层的组成与涂覆层胶膜力学性能的关系,讨了影响芳纶纤维涂覆层力学性能的因素,通探 提出了适于芳纶纤维表面处理的间苯二酚甲醛胶乳 ( F ) R L处理剂配方,并讨论了环氧树脂乳液、聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液 对 R L胶膜的性能影响。 F

关键词:芳纶纤维;R L;涂覆层;胶膜;力学性能 F 中图分类号:T 3 0 3 9 Q 3 .8 文献标识码: A文章编号:10 O 9 ( O6 4—02 0 0 3一 9 9 2 0 )0 0 0— 3

芳纶纤维是一种新型的芳香聚酰胺纤维,子分结构为是一种长链上含有直接连接在两个芳环上的

搅拌使之充分溶解;将浓度为 1%氢氧化钠溶液按 0配方量加入到已完全溶解的间苯二酚水溶液中;搅 拌均匀后加入配方量的甲醛溶液,分混合。在充 2℃的水浴中反应规定时间,得 R 5即 F树脂。定量的 2乙烯基吡啶胶乳用水稀释,拌均匀后加入上一搅述已缩合的 R F树脂,制总固含量为 2%,分混控 0充合均匀,熟化 1经 8h以上,备用。 配制上述 R L胶液时直接将丙烯酸酯胶乳或 F环氧树脂乳液或聚氨酯乳液稀释两倍后加入丁吡胶

8%的酰胺键组成。2 5 0世纪 7 0年代由美国杜邦公司开发成功,具有高强度、它高模量、高温、收缩耐热率小、断裂伸长率小的特性,而且密度比玻璃纤维低得多。芳纶纤维是高性能树脂基复合材料理想的增 强材料,也是增强橡胶复合材料理想的骨架材料, 目前主要靠进口,国产的产品质量仍不稳定,格偏价高。芳纶纤维表面改性的方法有物理法如等离子体处理和化学法。增强橡胶经常采用在芳纶纤维表面形成与橡胶相容性好的 R L胶膜过渡层。这个过 F

乳,控制两种胶乳的干重比在 1 1,:0在充分搅拌下 加入 R F树脂得到 R L复合乳液。 F 选择一块表面平整度很好的浮法玻璃板

,它将

渡层是芳纶纤维与橡胶基体粘合效果好坏的关键, 根据模量梯度理论,渡层的模量应介于纤维与基过体的模量之间的适当范围。开展 R L胶膜的物理 F 机械性能的研究不仅可以缩短研究的周期,且具而有重要的指导意义。关于芳纶纤维增强橡胶的界面粘合及其芳纶纤维的 R L表面处理配方的介绍和 F研究已有所报道究尚未见报道。 ,针对芳纶纤维涂覆层的研但

放在一个调过水平的平面上,分别将已熟化好 R L F 胶乳或复合乳液定量浇在玻璃板上,证胶乳流动保均匀并均匀分散在整个玻璃板上,胶乳失去流动待

性后放入烘箱中,使其均匀硫化成膜。每种配方浇 一

块玻璃板,块玻璃板的面积相同,到薄膜的厚每得 验

度控制在 0 2 m . 0 m。 12试 .

1实验部分 1 1试验准备 .

制得的 R L薄膜裁成 2 7 m试样。在装 F 5× 5 m有大变形仪的拉伸试验机上,测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长,并计算得到其拉伸模量。拉伸速度为 10 m m n原始标距 2 m 0m/ i, 5 m。每组保证 5个有效

实验使用间苯二酚、甲醛、氢氧化钠、环氧树脂水乳液、丙烯酸酯胶乳、氨酯乳液、聚乙烯基吡啶胶乳、单丝浸胶设备 (自制)和微机控制电子万能试验机 ( MT5 0 ) C 15。分别称取一定量的环氧树脂乳液,聚氨酯乳液、 丙烯酸酯胶乳加入水中,别配制成固含量为 5分%

数据, 5取个数据的平均值作为最终的数据。 表 1芳纶纤维和橡胶模量的文献数据

的乳液,使它们充分均匀分散在水中,备用。准确称 取分析纯间苯二酚于反应瓶中,加入配方量的软水, 收稿日:2 0 - - 期 060 1 2 4本文作者还有邓洪和廖颖芳。 基金项目:江苏省自然科学基金项目 ( K 0 3 0:南京市科技计划项目 (0 4 8 1 B 2 0 06) 20 0 1 )作者简介:申明霞 (96) 16-,女,副教授,在读博士,主要从事高分子材料/纤维增强聚合物材料的教学与研究。

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