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芳纶纤维具有密度小、强度高、模量大、比硬度大、耐腐蚀、耐磨损、热稳定性好、低电导等诸多优良特性,作为高性能增强材料被广泛应用于航空、航天、军事以及民用等领域。但由于芳纶纤维具有独特的“皮-芯”结构,且芳纶纤维表面光滑、惰性,导致复合材料界面结合性能差,这两方面因素制约了芳纶纤维在航空航天等军事领域中的应用。因此我国发展高科技武器装备迫切需要针对芳纶纤维结构调整、界面优化等难题开展基础研究工作。针对国产芳纶F-3纤维的皮芯结构及表面惰性的表面微区特性,采用高能辐照技术对芳纶纤维进行改性处理,改善纤维皮芯结构,活化纤维表面,提高纤维增强树脂界面粘合强度。在此基础上,采用辐照接枝技术处理芳纶纤维,通过接枝不同活性基团,增加纤维表面活性,提高芳纶纤维在树脂中的润湿性、粘附性,并且研究高能辐照对芳纶纤维表面微区及其复合材料界面的作用机制。利用γ射线辐照处理F-3A,当辐照剂量率为6kGy.h-1时,纤维的特性粘度最大,拉伸强度提高9.61%,表面粗糙度和表面能也有所提高,纤维增强树脂复合材料的ILSS和IFSS得到了明显的改善。当辐照强度为600kGy时,纤维的各性能达到最优,复合材料的界面性能得到明显优化,确定6kGy.h-1、600kGy为国产芳纶纤维F-3A最佳辐照处理工艺。对比研究辐照处理和辐照接枝1,4-二氯丁烷处理的F-3A纤维的力学拉伸强度和形变位移变化,认为F-3A纤维在拉伸断裂时,其断裂形式为先“皮”层后“芯”部的破坏方式,同时经过辐照处理后纤维内部产生明显的交联反应,分子间作用力增大,且提高了皮层结构和芯部的结合强度,“皮-芯”结构得到了改善。1,4-二氯丁烷与F-3A纤维共辐照处理,在高能γ射线辐照作用下,1,4-二氯丁烷接枝到纤维表面,并在纤维表面引发化学反应。接枝处理后纤维的ILSS最高可大54.51MPa,IFSS可达到46.56MPa。采用氨水/无水乙醇溶液对辐照接枝1,4二氯丁烷的Cl-Afs纤维进行直接氨化反应,制备氨基化的F-3A纤维。实验结果表明,氨基化反应成功将-Cl转化为-NH2结构。A-Afs纤维的表面能大大提高,且纤维增强树脂复合材料界面剪切强度可以提高至51.09MPa,复合材料界面破坏从界面处转移至树脂基体和纤维表面。但氨基化过程中伴随纤维碱解反应,降低纤维力学强度。采用NaOH溶液对Cl-Afs纤维进行羟基化处理,在纤维表面引入-OH。将APS和OH-Afs反应制备APS接枝的F-3A纤维,从而在纤维表面引入氨基基团。实验结果表明,APS均匀涂覆在纤维表面,纤维表面的沟槽几乎消失,APS接枝对纤维起到修复作用。APS-Afs同树脂在复合材料界面处产生化学交联,改善复合材料的界面性能。APS-Afs增强复合材料的IFSS可达到54.87MPa。芳纶纤维和丙烯腈单体共辐照处理,利用γ射线的高穿透性和无选择性的特点,同时活化纤维和丙烯腈单体,制备聚丙烯腈接枝的芳纶纤维。由于共辐照处理,丙烯腈单体在纤维表面引发自由基聚合,生成的聚丙烯腈以尺寸为200nm的颗粒形式黏附在纤维表面。F-3A表面的PAN颗粒可以提高纤维与树脂基体间的界面机械铆合作用,改善纤维增强树脂复合材料的界面结合性能。PAN2-Afs纤维增强树脂复合材料的界面剪切强度达到了62.31MPa,增加了71.50%,纤维增强树脂界面性能大幅度提高。