表面改性及辐照对国产PIPD纤维结构和性能的影响

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cwy198783
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑(PIPD)纤维,由荷兰阿克苏·诺贝尔公司研发,其优异的力学性能及与树脂间良好的粘结性能使其成为目前备受关注的高性能有机纤维之一。但因其制备工艺保密,且我国对其研发较晚,导致国产PIPD纤维发展缓慢。因而,加强对国产PIPD纤维的研究尤为重要。本文主要研究表面改性及γ-射线辐照对国产PIPD纤维结构和力学性能的影响。同时,对比分析国产PIPD、PBO和Kevlar纤维的抗紫外老化性能。本文通过在国产PIPD纤维表面接枝聚酰胺胺(PAMAM)树枝状大分子、涂覆聚多巴胺和硅烷偶联剂KH-550,研究表面改性对国产PIPD纤维结构和性能的影响。实验结果表明,表面接枝PAMAM及聚多巴胺后,PIPD纤维表面均有颗粒物产生,为接枝分子在纤维表面的聚集体;改性后PIPD纤维表面浸润性显著改善,表面极性基团数量明显增加,但纤维力学性能及其环氧复合材料界面剪切强度均有所降低,这可能是由于碱性溶剂的去质子化作用对PIPD纤维中分子间氢键造成破坏,导致纤维表层微纤间作用力降低,纤维表面在外力作用下先于复合材料界面发生破坏所致。表面涂覆KH-550后,均匀的KH-550分子层修补了PIPD纤维表面的缺陷,使PIPD纤维的力学强度得到提高;KH-550结构中大量的氨基改善了纤维表面浸润性,并且参与了环氧基体的固化反应,在界面区形成化学键合,提高了复合材料的界面粘结强度。当KH-550浓度为20%时,PIPD的改性效果最好,PIPD纤维拉伸强度及复合材料界面剪切强度分别提高了4.6%和21%。采用γ-射线辐照对PIPD纤维进行改性,通过改变γ-射线的辐照剂量,研究高能射线辐照对PIPD纤维性能及结构的影响。γ-射线辐照后,纤维力学强度呈现先减小后增加再减小的趋势,当辐照剂量为600KGy时,纤维的力学强度达到最大;纳米压痕测试结果表明,γ-射线辐照后,纤维的纳米硬度及模量的变化趋势与力学强度变化趋势相同;X射线衍射(XRD)及分子量分析表明辐照处理前后纤维结构发生变化,分子量、结晶度及晶粒尺寸先减小后增加再减小,当辐照剂量为600KGy时,分子量、结晶度及晶粒尺寸均达到最大。γ-射线辐照过程中,PIPD分子降解和交联反应同时发生,当辐照剂量较小时,PIPD纤维中不完善及存在缺陷的部分发生降解,结构转变以降解过程为主,分子量、结晶度、晶粒尺寸等微观结构减小,同时,纤维的硬度、模量和拉伸强度等宏观性能逐渐降低;当辐照剂量增加时,纤维中交联反应占据优势,此时纤维力学性能逐渐提高;当辐照剂量超过600KGy时,进一步增加辐照强度,PIPD分子链在高强度的辐照下逐步降解,导致其力学性能逐渐下降。对比分析了国产PIPD、PBO和Kevlar纤维的抗紫外老化性能。实验结果表明,经过72h紫外老化后,国产PIPD纤维拉伸强度保留率可达78%,紫外-可见光谱分析结果表明,三种纤维中,PIPD纤维在紫外区吸收强度最低;扫描电镜结果显示,经过紫外老化后,PIPD纤维表面没有明显改变;XRD测试表明紫外老化后,PIPD纤维的结构并未发生明显变化,结晶度与未经紫外老化的纤维相当。国产PIPD纤维的抗紫外老化性能优异并且明显优于PBO及Kevlar纤维。
其他文献
农村税费改革后,我国村级公益事业建设的投入政策发生了根本性变革。与此同时,村级公益事业建设投入面临着一系列新的困境。这些困境成为当前村级公益事业建设投入政策调整优
随着素质教育的不断推行,大部分学生不再将全部的重心放在应付考试上,或多或少有了一些自己的特长,例如音乐方面,他们也希望能够有机会展示自己的音乐才艺。音乐选修课作为一
微商作为电商的新形式近年来发展迅速,和传统的淘宝电商相比两者既有共性又有不同,有优势也有劣势。本文通过几个方面比较,探讨两者的异同,并对微商的发展前景提出建议。
足球运动作为世界三大球之一,在高校校园内具有较强的群众基础,受到广大学生的喜爱,成为一项热门的体育运动。校园足球理念下高校校内足球联赛体系的构建已经十分必要,但现存
本文以节能、发展为观点,采用给排水设计原理,从多个角度具体研究城市市政给排水规划与设计发展的近况及缺陷,同时坚持科学发展观,探求城市的未来,由此进一步提出观点,给出治
“买一赠一”在市场经济的确立之初起着积极作用,但它的弊端却显而易见。对“买一赠一”从法律上进行定性分析显得尤为重要。“买一赠一”的买卖行为与赠送行为密不可分,赠送
立足于协同电子商务基本理论,建立了内涵4个层次的基于"三流"协同层的电子商务总体运作模型,并对该模型下的"三流"协同功能层的六大平台功能进行了分析,进而对"三流"协同运作
现如今,集中电费核算广泛应用于电力市场营销当中,这个办法既能够提高企业的工作效率,还可以有效的推广电力市场营销。笔者深入研究了集中电费核算在电力市场营销中的应用方
目的:探讨社区老年高血压病患者用药管理的护理干预效果。方法:选择2012年8月~2014年12月某社区的84例老年高血压病患者进行临床相关研究,并随机等分为对照组和观察组,对照组
传播学的问世和发展伴随着人类社会历程中的主体意识的演变和信息技术的更新,由此形成一种历史性思维的经验领域而具有叙事性。参照法国著名传播学家阿芒·马特拉讨论全球传