碳纤维表面处理研究现状
碳纤维表面处理研究现状 摘要：综述了碳纤维的应用领域，当前国内外的碳纤维的生产状况，分析了各种碳纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。分析结果表明：国外对我国碳纤维生 产进行了技术封锁，我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好，处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多，生产条件易于控制，该方法很好应用于工业生产。 关键词：碳纤维；表面处理；电化学氧化法； 引言 随着国防科技要求的不断提高，航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高，碳纤维复合材料以其耐高温，耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。国外碳纤维材料生产研发较早，现今以日本，美国等国家的生产技术领先于世界。 碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为：粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN）碳纤维。碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。碳纤维表面的活性基团较少，表面光滑，为更好的与基体材料结合，需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。碳纤维表面处理按当前的研究现 状可以分为氧化法和非氧化法。在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。 1碳纤维应用领域及国内外生产状况 碳纤维复合材料具有卓越的物化性能，被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械⑴。 碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等，因碳纤维的轻质、高强度等特点，飞行器的噪音小，飞行所需的燃料消耗降低。据有关报道，飞行器每降低1kg的质量，运载飞行器的火箭可以减轻500kg。航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t, 到2010年的1万t,预计今年将达到1.3万t。在飞机的制造中，纤维复合材料应用比例都
页眉 《十大常见服装面料优缺点》 1、羊绒 优点： 羊绒是动物纤维中最优秀的一种重量轻、柔软、韧性好、保暖性好手感柔滑、光泽好，弹性强吸湿性能好具有良好的排汗作用。 被誉为“纤维宝石”、“软黄金”。缺点： 抗皱性差、易起球、起静电。 2、纯羊毛优点： 保暖、透气、吸湿性较强 弹性好、可塑性较好 手感柔软，富有光泽，悬垂性好缺点： 易缩水，耐酸不耐碱，怕日晒。易吸水，潮湿时强度下降。易虫蛀 3、棉 优点： 吸湿性、耐热性好。耐碱性、耐日光性好。质地柔软，染色性好。缺点： 抗皱性差、缩水；弹性差 4、真丝 优点： 吸湿性、透气性好。耐酸性、耐热性好。 质地柔软，染色性好。 手感好，光滑而有层次缺点： 抗皱性差、缩水；怕日晒 5、亚麻 优点： 亚麻挺括、滑爽，抗酸性优于棉， 吸湿性和染色性好，但吸湿后散湿速度比棉快。缺点： 页眉 易折皱，缩水、抗碱。 6腈纶（聚丙烯腈纤维） 优点： 有“合成羊毛”之誉称蓬松柔软，弹性和保暖性较好，耐日光、易染色，色泽鲜艳。 易洗、快干、不霉、不蛀，耐腐性强。缺点：
耐磨性差，吸湿性不好。 7、锦纶（尼龙） 优点： 耐磨性是目前所用纤维中最好的。 强度高、弹性好。 吸湿性好，染色性好。易洗涤，干的快。耐碱不耐酸，储存时不宜放卫生球。缺点： 耐光性较差，日晒易泛黄，洗后不宜日晒易起球 8、涤纶（聚酯纤维） 优点： 强度高、耐磨，弹性好，抗变形能力强。 易洗涤，干得快，不需熨烫 缺点： 吸湿性小，易起球。 耐酸不耐碱，耐热性比一般纤维高。 常用的混纺面料：棉涤（的确良）、毛涤 9、氨纶（莱卡） 优点： 咼弹性。 耐酸碱、耐汗、耐海水、耐干洗、耐磨。 制作服装重量轻、质地柔软，舒适合身。缺点： 易起静电 10、粘胶纤维 优点： 质地柔软，穿着舒适，悬垂度好。 染色性好，色彩鲜艳。吸湿性好，易洗涤，干的快。 缺点：易缩水，易变形，不耐磨抗皱性差，怕日晒 页眉
南昌航空大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 题目碳纤维表面改性研究进展 专业名称高分子材料与工程 班级学号088102121 学生姓名刘强 指导教师万里鹰 填表日期2012 年 3 月16 日
碳纤维的表面改性研究进展 一．选题的依据及意义： 1.碳纤维简介 碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。但未经表面处理的碳纤维表面惰性大，缺乏具有化学活性的官能团，与基体的黏结性差，界面中存在较多的缺陷，限制了碳纤维高性能的发挥。因此，国内外对碳纤维的表面改性研究非常活跃。碳纤维的表面改性主要通过提高碳纤维表面活性，强化碳纤维与基体树脂之间界面性能，达到提高复合材料层间剪切强度的目的。 作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。 2 碳纤维表面结构与性能 碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的,在热裂解过程中排出其它元素,形成石墨晶格结构。通过在氧气等离子气体中用腐蚀方法研究碳纤维的结构发现,石墨微晶在整个纤维中的分布是不均匀的,碳纤维由外皮层和芯层两部分组成,外皮层和芯层之间是连续的过渡层。延直径测量,皮层约占14%,芯层约占39%。皮层的微晶尺寸较大,排列较整齐有序。由皮层到芯层,微晶尺寸减小,排列逐渐变得紊乱,结构的不均匀性越来越显著,称之为过渡区。碳纤维表面的粗糙度、微晶大小、官能团的种类和数量对碳纤维与基体的结合性能有很大的影响。增加表面粗糙度有利于碳纤维与基体树脂的机械嵌合,增强锚锭效应;石墨微晶越大,处于碳纤维表面棱角和边缘位置的不饱和碳原子数目越少,表面活性越低,相反,微晶越小,活性碳原子的数目就越多,越有利于纤维与树脂的粘合;碳纤维表面的官能团如- OH、-NH2等能与基体
聚酯纤维和涤纶 参考资料一： 涤纶和聚酯纤维有没有区别 【涤纶和聚酯纤维】在选购的时候，一些材质常容易引起一些兄弟姐妹的关注，比如：涤纶和聚酯纤维这两种，清楚的兄弟姐妹会说这是一种材质，不清楚的兄弟姐妹疑惑为什么同一种材质却有不一样的名称？到底涤纶和聚酯纤维有没有区别？ 首先要肯定聚酯纤维和涤纶是一种材质，为什么却又不一样的名称，是正因：聚酯纤维是国际通用名称，主要是正因最早的生产商品名而驰名，如今成为国际上的通用名称；涤纶是中国名称，在中国聚酯纤维通常为涤纶。从这点上能够清楚它们是没有区别的。 对于不清楚涤纶和聚酯纤维的兄弟姐妹，很容易被名称忽悠，认为不一样的材质却从根本上一样，对于购买者，清楚涤纶的兄弟姐妹知道，虽然涤纶的用途很广，但是却存在必须的缺点，因此，两种之间的名称很容易造成消费误导。为此此咱们要清楚聚酯纤维的优缺点，充分的了解这种材质。 涤纶和聚酯纤维的用途很广，多用于纺织品，能够与其他材质混纺制成各种仿棉、仿麻、仿丝织物，更因聚酯纤维具有很好的免烫和易洗易干等优点，混纺后能够改变其他材质的不足。比如解决丝质品易皱的缺点。当然聚酯纤维和涤纶的缺点就是容易起球，透气性差等，
但是现代工艺透过化学改性的方法正在逐步改良这些缺点。 上方为不清楚涤纶和聚酯纤维的兄弟姐妹，解答了它们的区别，从材质而言是没有区别的，不一样的区别就是名称不一样，同时还为大家解答了它们的优缺点，期望各位在选购的时候不在被名称左右，能根据自我的需要，选购到适宜的商品。 参考资料二： 涤纶跟聚酯纤维有哪些区别 首先要确定聚酯纤维和涤纶是一种原料，为何却又不相同的称号，是正因：聚酯纤维是世界通用称号，首要是正因最早的出产商品名而著名，如今变成世界上的通用称号;涤纶是中国称号，在中国聚酯纤维一般为涤纶。从这点上能够明白它们是没有差异的。 关于不明白涤纶和聚酯纤维的兄弟，很简单被称号忽悠，以为不相同的原料却从根本上相同，关于购买者，明白涤纶的兄弟晓得，尽管涤纶的用处很广，但是却存在必定的缺陷，因而，两种之间的称号很简单构成花费误导。为此此咱们要明白聚酯纤维的优缺陷，充沛的知道这种原料。 涤纶和聚酯纤维的用处很广，多用于纺织品，能够与其他原料混纺制成各种仿棉、仿麻、仿丝织物，更因聚酯纤维具有极好的免烫和易洗易干等长处，混纺后能够改动其他原料的缺乏。比方处理丝质品易皱的缺陷。当然聚酯纤维和涤纶的缺陷即是简单起球，透气性差等，但是现代技术经过化学改性的办法正在逐渐改善这些缺陷。 聚酯纤维就是涤纶，只是叫法不一样
关于芳纶纤维改性和芳纶纤维增强复合材料用树脂 基体的研究 摘要:芳纶纤维与各种树脂制成高性能复合材料广泛应用于航天、国防、汽车等行业，由于芳纶纤维具有高结晶度、表面化学活性基团少等缺点，使复合材料出现层间剪切强度、横向拉伸强度等性能较低等缺点，限制了复合材料性能的发挥及其应用领域的推广。芳纶纤维复合材料研究，集中在对芳纶纤维表面进行物理的、化学方面的改性处理以及合适树脂基体的选择。本文对这两个方面进行了总结，并提出了相关展望。 关键词:芳纶纤维复合材料改性树脂基体 1前言 1.1芳纶的定义 芳纶是一种高科技纤维,它的全称为“芳香族聚酰胺纤维”,它具有优良的力学性能,理想的机械性质和稳定的化学性质理想的机械性质。由芳香环和酰胺键构成了聚合物大分子的主链,且其中至少86%的酰胺基直接键合在芳香环上,每个重复单元的酰胺基中的氮原子和羰基均直接与芳香环中的碳原子相连接并置换其中的一个氢原子,我国将其定名为芳纶。它包括全芳族聚酰胺纤维和杂环芳族聚酰胺纤维2大类,全芳族聚酰胺纤维主要包括对位的聚对苯二甲酰对苯二胺和聚对苯甲酰胺纤维、间位的聚间苯二甲酰间苯二胺和聚间苯甲酰胺纤维、共聚芳酰胺纤维以及如引入折叠基、巨型侧基的其它芳族聚酰胺纤维;杂环芳族聚酰胺纤维是指含有氮、氧、硫等杂质原子的二胺和二酰氯缩聚而成的芳论,如有序结构的杂环聚酯胺纤维等。由于聚对苯二甲酰对苯二胺（对位芳纶，其产品有Kevlar，Twaron，国产芳纶II）是中国市场上应用最广的芳纶，本文中芳纶均指对位芳纶。 1.2芳纶纤维的应用 纤维增强树脂基复合材料因有比强度高、比模量大、比重小等特点,而得到广泛应用。先进复合材料的增强材料有碳纤维、硼纤维、超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维。芳纶纤维具有模量高、强度大以及耐热性和化学稳定性等特点,与金属和碳纤维相比,具有更低的介电常数[1],芳纶纤维与各种树脂制成高性能复合材料广泛应用于航天航空、电子信息等领域,
工 程 塑 料 应 用 ENGINEERING PLASTICS APPLICATION 第46卷，第8期2018年8月 V ol.46，No.8Aug. 2018 149 doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2018.08.027 芳纶纤维表面改性及其增强树脂基 复合材料制备的研究进展 张雄斌，贺辛亥，程稼稷 (西安工程大学材料工程学院，西安 710048) 摘要：综述了近年来芳纶纤维的表面改性方法，包括表面活化法、共聚改性法、络合改性法等化学改性方法及涂层法、高能射线法、等离子体改性法等物理改性方法，指出了各种改性方法存在的不足；介绍了芳纶纤维增强树脂基复合材料的制备方法，包括拉挤成型、模压成型、树脂传递模塑(RTM)成型、湿法缠绕成型等，对比分析了各种制备方法的优缺点；对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望。 关键词：芳纶纤维；表面改性；树脂基复合材料；制备方法；发展趋势 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2018)08-0149-05 Research Progress on Surface Modification of Aramid Fibers and Preparation of Their Reinforced Resin Matrix Composites Zhang Xiongbin ， He Xinhai ， Cheng Jiaji (School of Materials Science & Engineering ， Xi ’an Polytechnic University ， Xi ’an 710048， China) Abstract ：The modification methods of aramid fibers were reviewed. These modification methods include chemical modifica-tion methods and physical modification methods. Chemical modification methods include surface activation method ，copolymeriza-tion modification ，complexing modification ，etc. Physical modification methods include coating method ，high energy ray method ，plasma modification and so on. The shortcomings of various modification methods were pointed out. The preparing techniques of ar-amid fibers reinforced resin matrix composites were introduced. These preparation methods include pultrusion ，mold forming ，resin transfer molding (RTM) and wet winding ，etc. The advantages and disadvantages of various preparation methods were compared and analyzed. Their future research direction and development trend were proposed. Keywords ：aramid fiber ；surface modification ；resin matrix composite ；preparation method ；development trend 芳纶纤维是一种高性能纤维，具有相对密度小、高模量、耐剪切等优异性能，被广泛应用于航空航天、军事、机械等领域[1–2]，但因芳纶纤维内部具有的高结晶度、高取向度等特殊结构，需对芳纶纤维进行表面改性，以增加纤维表面的粗糙度和引入有化学反应活性的官能团，提升与基体之间的反应活性，增强与基体之间的粘结性能[3]。为改善界面结合性能，对芳纶纤维进行表面改性，同时借助优异的制备方法获取高性能芳纶纤维增强树脂基复合材料一直是该领域研究的热点[4]。笔者综述了芳纶纤维表面改性及其树脂基复合材料的制备方法，展望了芳纶纤维增强树脂基复合材料未 来研究的重点方向和发展趋势。1 芳纶纤维表面改性 芳纶纤维因其光滑的表面，惰性的化学结构导致其与基体材料之间的粘结性能较差，制约了其广泛应用[5]。根据芳纶纤维表面改性方法的不同，主要分为化学改性和物理改性两种。1．1 化学改性 化学改性是指借助化学反应在纤维的表面引入一定量的活性反应基团，从而提升纤维与基体之间的粘附作用[6]。根据改性机理的不同，对芳纶纤维表面进行化学改性的方法 基金项目：中国纺织工业联合会指导性项目(2015116，2016052)，陕西省工业科技攻关项目(2016GY-014)通讯作者：贺辛亥，博士，教授，主要从事复合材料设计及成型研究 E-mail ：he_xinhai@https://www.doczj.com/doc/fe5844942.html, 收稿日期：2018-06-10 引用格式：张雄斌，贺辛亥，程稼稷.芳纶纤维表面改性及其增强树脂基复合材料制备的研究进展[J].工程塑料应用，2018，46(8)：149–153. Zhang Xiongbin ，He Xinhai ，Cheng Jiaji. Research progress on surface modification of aramid fibers and preparation of their reinforced resin matrix composites[J]. Engineering Plastics Application ，2018， 46(8)：149–153.
聚酯纤维材质的衣服受到了广大消费者的认可，那聚酯纤维是一种什么样的面料呢？虽然现在市场上的衣服各式各样，但是人们在选择时，最为关心的问题就是衣服的主要材质是什么，对于不同材质的衣服带给人们的档次也不一样，而且穿到身上的感觉也不一样。但是人们有一个同样的发现，那就是聚酯纤维材质的衣服在市场上十分的流行，聚酯纤维的缺点与优点是什么呢？聚酯纤维的价格贵不贵呢？这些问题都是消费者心中的疑问，想要知道这样衣服好不好，那就一起来看看聚酯纤维的缺点吧。 聚酯纤维的缺点之什么是聚酯纤维 聚酯纤维的主要形成物就是二元酸与二元醇缩聚物组合形成的聚酯轻纺丝的合成纤维。它也是人们平时所说的涤沦面料，它也是现在衣服最常使用的材质。这种材质的面料防皱性好，而且弹性超大，剪裁出来的尺寸大小稳定，而且最为重要的就是绝缘性非常好。不管是男士服饰还是女士服饰，都是十分流行的。 聚酯纤维的缺点之优点有中哪些 已经了解了很多是聚酯纤维面料，还要来看看它们的优点是什么。它们有着超高的弹性。你洗完衣服就算是不整齐的叠放，它们也不会出现折皱现象。而且耐光性比较的好。长
时间的接受太阳光的照射也不会出现变色的现象。不管是酸性环境还是碱性环境，都不会影响它的正常使用。而且聚酯纤维的价格也是非常实惠。 聚酯纤维的缺点是什么 说完了聚酯纤维的优点，就来看看聚酯纤维的缺点吧，由于材质的特殊性，它们吸湿性能很差，透气性也是比较差的。尤其是夏天，最好不要选择这种材质的衣服。它们的颜色上色比较差，必须要在高温环境才可以上色。容易沾上一些灰尘，如果遇到火星或者高温情况，那就会形成孔洞，影响美观与正常的穿着。
就算是在市场上最为流行的聚酯纤维面料，它们也是存在着缺点。大家不要看到它的缺点，就不再相信此材质的面料。虽然聚酯纤维的缺点是真实存在的，但是它们在人们的生活中还是有着巨大作用。给人们的生活带来方便与帮助。所以说人们应该综合考虑它的特点，看到对人们有利的一面，从而才可以正确的去使用聚酯纤维。 原文引用：https://www.doczj.com/doc/fe5844942.html,/zhuangxiu/zhishi-2253.html
PBO纤维和树脂基体间TIFSS提高，但过多的偶联剂会导致偶联剂交联层过 厚，反而会TIFSS 降低．而等离子对纤维表面的刻蚀作用首先作用在偶联剂上，使得偶联剂形成接枝交联层，该偶联剂层对纤维能起到一定的保护作用，因此PBO纤维的σ下降的不多。 分析可知，偶联剂与等离子结合起来改性的工艺条件是：A一187偶联剂的含量为2％，氩气低温等离子处理的时间为2 min ，压力为5Opa，功率为30W。 在所选择的偶联剂中，A一187型偶联剂对提高PBO纤维与环氧树脂间Γ IFSS 效果最好，偶联剂的最佳的含量2％．(2)当A- 187含量为2％，氩气低温等离 子处理条件为2min，30W，50Pa时，改性后的PBO纤维的Γ IFSS 胂高达lO．44MPa， 相对于仅用偶联剂A-187改性的Γ IFSS 提高了52％，相对于原丝的Γ IFSS 提高了 78％。PBO纤维的浸润性也得到了很大的改善。(3)氩气低温等离子结合偶联剂
改性后的PBO纤维随着时问的推移，Γ 的下降不明显；接触角增大的幅度也 IFSS 不明显，其变化趋向于平稳，还略有下降趋势。氩气低温等离子体结合偶联剂改性的PBO纤维的衰减效应不明显。 接枝液常选用具有极性基团的烯类单体，其与树脂基体具有较好的相容性，能够与等离子体在纤维表面产生的活性中心发生反应。单体在纤维表面接枝后，可增强纤维表面和树脂基体间的相互作用，从而增强了复合材料的界面性能。 纤维是一种高性能纤维,但是由于它表面过于光滑,纤维表面活性又低,没有活性基团,因此与树脂基体的界面粘接性能差,一般比纤维低。所以需要对纤维表面进行处理,使纤维表面粗糙,提高表面自由能,增加纤维表面极性官能团数量,从而提高纤维与树脂基体的界面粘接强度。据资料报道,美国道化学公司采用活性等离子体处理方法在实验室对纤维进行表面处理,其中氧等离子处理使界面剪切强度邓提高了欧洲专利〕报道,采用气体三氧化硫对纤维进行磺化改性,通过在纤维表面引人磺酸基团,增加纤维表面极性,可以有效改善纤维表面的润湿性能,使得纤维与环氧树脂间界面剪切强度提高西安交通大学通过使用不同的硅烷类偶联剂对纤维进行涂覆,改性后的纤维与树脂基体间的界面剪切强度可以提高左右石佩玉等人也通过电子束辐射改性纤维,结果表明纤维和橡胶基体间的界面剪切强度可提高。本文研究了对纤维表面进行电晕放电处理后,纤维环氧复合材料缠绕成型环层间剪切强度的变化情况。 硫酸处理过的PBO纤维虽然强度没有盐酸处理过的纤维强度下降的多，但强度离散性是这几种介质处理后最大的，从图3一26看出在硫酸中纤维的破坏形式不同于在盐酸中，它是以原纤从纤维主体上剥离开始的。这可能是因为PBO 聚合物可以溶于质子酸的缘故，PBO分子链本身相互作用力很弱，而原纤间微弱
芳纶纤维表面改性研究进展 摘要：分析了芳纶纤维目前存在的问题，综述了芳纶的各种改性技术进展，包括表面涂层、化学改性、物理改性等，并展望了芳纶纤维改性技术的发展前景。关键词：芳纶纤维；表面改性；表面涂层；化学改性；物理改性Progress in surface modification of Aramid fibers Abstract：The present problems of aramid fibers were analyzed，and the progress in the modification of aramid fibers was reviewed。The methods of modification include coating，chemical-modification，physical-modification，and so on。 The trends of development in the modification of aramid fibers were pointed out。 Key words：Aramid fibers；surface modification；coating；chemical-modification；physical-modification 芳纶是目前世界上发展最快的一种高性能化学纤维，它是由美国杜邦公司最先开始研制的。其聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成，且其中至少85%的酰胺键直接键合在芳香环上，每个重复单元的酰胺基中的氮原子和羰基均直接与芳香环中的碳原子相连，并且置换其中一个氢原子的聚合物称为芳香聚酰胺树脂，由它纺成的纤维总称为芳香聚酰胺纤维，我国定名为芳纶[1]。自20世纪70 年代初，芳纶在美国核潜艇“三叉戟”C4潜地导弹的固体发动机壳体上应用以来，芳纶现在已经被广泛应用在很多行业。据统计，用于防弹衣、头盔等约占7%~8%；航空航天材料和体育材料约占40%；轮胎和胶带骨架等约占20%；高强绳索等约占13%[2]。从间位芳香族聚酰胺的结晶结构分析测试可知，从酰胺平面测量得亚苯基环的两面角成30°，这就使得它的结构相当稳定，并且亚苯基-酰胺之间和C-N键旋转的高能垒阻碍了间位芳香族聚酰胺分子链，成为完全伸直链的构象。它晶体里的氢键作用强烈，使其化学结构稳定，这就赋予间位芳香族聚酰胺纤维优越的耐热性、阻燃性和耐化学腐蚀性。对位芳香族聚酰胺的结晶结构为假斜方晶系，大分子链在结晶区域是完全伸长的。 NH-O 的角度是160°，这
十大常见服装面料优缺点标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
《十大常见服装面料优缺点》1、羊绒 优点： 羊绒是动物纤维中最优秀的一种 重量轻、柔软、韧性好、保暖性好 手感柔滑、光泽好，弹性强 吸湿性能好具有良好的排汗作用。 被誉为“纤维宝石”、“软黄金”。 缺点： 抗皱性差、易起球、起静电。 2、纯羊毛 优点： 保暖、透气、吸湿性较强 弹性好、可塑性较好 手感柔软，富有光泽，悬垂性好 缺点： 易缩水，耐酸不耐碱，怕日晒。 易吸水，潮湿时强度下降。易虫蛀。 3、棉 优点： 吸湿性、耐热性好。 耐碱性、耐日光性好。 质地柔软，染色性好。 缺点： 抗皱性差、缩水；弹性差。 4、真丝 优点： 吸湿性、透气性好。 耐酸性、耐热性好。 质地柔软，染色性好。 手感好，光滑而有层次 缺点： 抗皱性差、缩水；怕日晒。 5、亚麻 优点： 亚麻挺括、滑爽，抗酸性优于棉， 吸湿性和染色性好，但吸湿后散湿速度比棉快。缺点：
易折皱，缩水、抗碱。 6、腈纶（聚丙烯腈纤维） 优点： 有“合成羊毛”之誉称 蓬松柔软，弹性和保暖性较好， 耐日光、易染色，色泽鲜艳。 易洗、快干、不霉、不蛀，耐腐性强。 缺点： 耐磨性差，吸湿性不好。 7、锦纶（尼龙） 优点： 耐磨性是目前所用纤维中最好的。 强度高、弹性好。 吸湿性好，染色性好。易洗涤，干的快。 耐碱不耐酸，储存时不宜放卫生球。 缺点： 耐光性较差，日晒易泛黄，洗后不宜日晒。 易起球 8、涤纶（聚酯纤维） 优点： 强度高、耐磨，弹性好，抗变形能力强。 易洗涤，干得快，不需熨烫 缺点： 吸湿性小，易起球。 耐酸不耐碱，耐热性比一般纤维高。 常用的混纺面料：棉涤（的确良）、毛涤 9、氨纶（莱卡） 优点： 高弹性。 耐酸碱、耐汗、耐海水、耐干洗、耐磨。 制作服装重量轻、质地柔软，舒适合身。 缺点： 易起静电 10、粘胶纤维 优点： 质地柔软，穿着舒适，悬垂度好。 染色性好，色彩鲜艳。 吸湿性好，易洗涤，干的快。 缺点：易缩水，易变形，不耐磨抗皱性差，怕日晒。
电化学处理对碳纤维表面改性的研究 摘要：简要介绍了碳纤维表面电化学处理的作用和工艺，分析了电化学处理效 果的影响因素，及其对纤维力学性能和层间剪切强度的影响。 关键词：电化学处理；电解；层剪；刻蚀 引言 碳纤维表面经过电化学处理，可以提升其与树脂基体的结合牢固性，但同时会牺牲一定 的力学性能。 1 电化学处理的作用 纤维经过高温炭化工序后，表面缺少活性基团，导致其与树脂的结合效果差，表现为层 间剪切强度（以下简称“层剪”）低。当纤维-树脂复合材料受力时，由于纤维与树脂结合力弱，外力并不能很好地从树脂传递到纤维上，使得整体承载能力降低。经电化学处理后，纤维表 面发生氧化反应，生成羰基、羧基等不饱和含氧官能团，增强了纤维与树脂之间的化学键合力，使两者结合得更牢固。另外，电化学处理对纤维表面有刻蚀作用，增加了粗糙度，从物 理方面增强了纤维与树脂的结合性。 2 电化学处理的原理 电化学处理过程实际上是一个将电能转化为化学能的过程，利用碳纤维的导电性，将其 作为阳极，发生氧化反应，在纤维与阴极之间充满电解液，然后通入直流电构成完整回路。 在电压作用下，水或OH-在纤维表面放电（酸性和中性电解液主要是水，碱性电解液主要是OH-），产生活性氧对纤维表面进行氧化，最终生成所需的含氧官能团。 3 影响电化学处理的因素 影响电化学处理效果的因素有很多，如电解质的种类、浓度、温度，处理时间和电流密 度等。其中处理时间可通过走丝速度来调节，各纤维生产商工艺定型后走丝速度一般就已固定，不再做调整，因此处理时间在此不再讨论。 3.1 电解质种类 不同种类电解质对纤维表面的电化学处理效果有较大差异，即使浓度相同，电导率不同，则电流密度不同；另外，酸/碱度不同，则氧化效果不同，一般酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。 3.2 电解液温度 电解液温度会影响电化学反应的难易程度和反应速度，且温度越高，反应越容易发生， 反应速度越快。经研究发现，温度的升高会使水的析氧、析氢反应更早、更快地发生，单位 时间产生出更多的活性氧，使得纤维表面的氧化反应更为剧烈。 3.3 电解液浓度 电解液浓度会影响电化学反应的速度，且浓度越大，反应速度越快，但不会影响其发生 的难易程度。经研究发现，浓度越高，电解液的析氧、析氢反应越剧烈，单位时间产生的活 性氧越多，表现为氧化反应的速度快。 3.4 电解液电流密度 3.4.1 电流密度对纤维表面含氧官能团的影响 经研究发现，未经电化学处理的纤维表面O的存在形式主要是C-O；而经过电化学处理 的纤维表面碳环被打开，C-C先被氧化成C-O，再被氧化成C=O和-O-C=O，生成羰基、羧基 等含氧官能团，即C-O的数量先增加后减少，C=O的数量持续在增加。我们可用C-O和C=O 的比例来判断纤维表面的氧化程度，也可用来评估电解质的氧化能力。 需要注意的是，随着电流密度增加，酸性电解液单位时间在纤维表面生成的C=O和-O- C=O等不饱和官能团多于碱性电解液，即酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。纤维厂商 往往根据自身产品特点选用合适的电解质，如石墨纤维因表面质地紧密，需采用NH4H2P04 等酸性电解质提供更强的氧化效果，而普通碳纤维则采用NH4HC03等弱碱性电解质即可。 3.4.2 电流密度对纤维表面刻蚀的影响 若采用碱性电解液，氧在较低的电流密度作用下即可析出，OH-在纤维表面产生大量的活
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910158668.1 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人 中国科学院宁波材料技术与工程研 究所 地址 315201 浙江省宁波市镇海区中官西 路1219号 申请人 中国科学院大学 (72)发明人 陈鹏 刘向哲 王魁 (74)专利代理机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通合伙) 33240 代理人 朱亚冠 (51)Int.Cl. D06M 15/61(2006.01) D06M 13/513(2006.01) C08G 73/06(2006.01) D06L 1/02(2006.01)D06M 101/20(2006.01) (54)发明名称一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法(57)摘要本发明公开一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。所述改性UHMWPE纤维的组成从外到内依次为：PDA涂层、UHMWPE纤维内层。其中，活化PDA涂层由4～8层活化PDA粒子组成，具有稳定疏松多孔结构。活化PDA涂层与UHMWPE 纤维存在强烈的非共价键作用；活化PDA涂层中，同层或非同层PDA粒子间通过与硅烷偶联剂发生化学反应生成的共价键连接在一起，形成稳定的活化PDA涂层结构。本发明利用投入的硅烷偶联剂与多巴胺的摩尔比，控制PDA的粒径，制备出疏松多孔PDA涂层；利用搅拌速率获得厚度适中的PDA层，利用合理投料方法获得稳定的活化PDA层 结构。权利要求书2页 说明书10页 附图1页CN 110042665 A 2019.07.23 C N 110042665 A
摘要 论文介绍了芳纶纤维的种类、性能以及目前国内外芳纶表面改性的常用方法及研究进展。芳纶纤维高模量、高强度、低密度、耐氧化、耐腐蚀的性能使其在橡胶工业、信息技术产业、纺织业领域有着广泛的应用前景。由于表面的惰性限制了芳纶纤维的应用，因而其表面处理尤为重要，硝化/还原、氯磺化等化学改性和等离子体、电子束等物理改性均可改善芳纶纤维表面的物理和化学状态，提高其与基体间的粘合性能。 关键词：芳纶／环氧复合材料；等离子体：表面；浸润性
芳纶纤维表面改性研究 专业：纺织工程姓名：李鑫陵学号：0820301018 全芳香族聚酰胺泛指至少85％的酰胺键和两个芳环相连的长链合成聚酰胺，由此类聚合物制得的纤维称为芳香族聚酰胺纤维(Aramid fiber)。在我国此类纤维被称作芳纶。间位芳香族聚酰胺(PMIA)纤维称为芳纶1313；对位芳香族聚酰胺(PPTA)纤维称为芳纶1414。其中“1313、1414”代表酰胺基团与苯环相连接的位置。国外有关芳纶1313的商品主要有：美国杜邦的Nomex@、日本帝人的Conex@等；有关芳纶1414的商品主要有：美国杜邦的kevlar@、荷兰的Twaron@、日本帝人的Technora@等。 芳纶纤维是由美国杜邦公司最先研制的一种由刚性分子链形成的高结晶度、高取向度材料，具有相对密度小、耐疲劳、耐剪切等一系列优异性能，在橡胶工业等领域广泛用于芳纶纤维增强复合材料。复合材料的性能与基体相、增强相及两相界面结合状况均有关，良好的界面结合可使复合材料更好地发挥力学性能。芳纶具有刚性分子结构，分子对称性高，横向分子间作用力弱，分子间氢键弱，横向强度低使得在压缩及剪切力作用下容易产生断裂；由于具有较高的结晶度，使得纤维表面光滑、无反应活性，导致其与大多数基体之间的界面粘附性很差，因此，要改善芳纶纤维与复合材料的界面结合情况，充分发挥芳纶优异的力学性能，就要对芳纶表面进行改性处理。 1 芳纶纤维的表面改性方法 芳纶的表面改性可以通过等离子体、超声波等物理技术或硝化/还原、氯磺化等化学方法，在纤维表面引入羟基、羰基等极性或活性基团，与基体间形成反应性共价键结合，从而提高纤维与基体间的粘合强度。 1.1 共缩聚改性 通过在芳纶分子链中引入具有不同结构的第三单体，在基本保持原有优良性能的前提下，改善芳纶纤维的溶解性、耐疲劳性等性能。 Bernhard等采用取代对苯二胺和二氯对苯二酰共缩聚反应，制备不同的刚性棒状芳香族聚酰胺，其主要晶体结构与对位芳纶类似，不同的是，在热处理中不会发生结构变化，苯环取代的空间位阻和电子效应导致纤维固态结构不同。
为了解决UHMWPE纤维与基体结合粘结性差的问题，长期以来各国的学者作了许多相关的研究，也取得了一定的进展。一些常用的方法主要有等离子处理，电晕放电处理，辐照处理以及氧化法处理等等。 1 等离子处理 等离子体处理由于仅作用在材料表面有限深度内(几个分子)，对纤维的力学性能不会有太大的影响，因而受到了人们的关注。等离子体处理UHMWPE纤维表面的方法分为低温等离子体处理和等离子体引发接枝表面处理两种方法。 韩国的Sung In Moon，Jyongsik Jang 研究了氧气等离子处理后UHMWPE与乙烯基酯树脂的粘结性能的变化，他们发现处理后的纤维与未处理的纤维比较，横向拉伸强度提高，这表明复合体的界面粘结性能得到了改善，且通过SEM观察发现纤维表面产生很多微陷，这有利于纤维与树脂之间的机械互锁作用，同时他们用有限元分析的方法研究了UHMWPE与基体之间力
的传递。 Hengjun Liu等人采用氩气对UHMWPE 纤维进行等离子处理，研究结果显示处理后的纤维耐磨性和硬度都得到了提高，同时其表面的润湿性也得到了提高。之后的研究中他们又将UHMWPE在氧气等离子体在微波电子回旋共振系统中进行处理研究纤维性能的改变，他们发现纤维的硬度和耐磨性都得到了提高的同时纤维的表面产生了许多含氧的活性基团，增加了纤维与基体的润湿性和粘结性。 Zhang YC等人针对超高分子量聚乙烯纤维表面能低与基体结合性能差的缺点，采用了在常压下对纤维进行等离子处理改性的方法，实验中采用的纤维是表面包裹有纳米二氧化硅的UHMWPE纤维，等离子处理所用的载气为氩气和氧气的混合气体(100:1)，处理后纤维的表面能明显提高与基体的润湿角减小，通过红外光谱分析后发现在纤维表面产生了很多的含氧活性基团，大大提高了其与树脂的结合性能。
十大常见服装面料优缺点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《十大常见服装面料优缺点》 1、羊绒优点： 羊绒是动物纤维中最优秀的一种重量轻、柔软、韧性好、保暖性好手感柔滑、光泽好，弹性强 吸湿性能好具有良好的排汗作用。被誉为“纤维宝石”、“软黄金”。缺点： 抗皱性差、易起球、起静电。 2、纯羊毛优点： 保暖、透气、吸湿性较强弹性好、可塑性较好 手感柔软，富有光泽，悬垂性好缺点： 易缩水，耐酸不耐碱，怕日晒。 易吸水，潮湿时强度下降。易虫蛀。 3、棉优点： 吸湿性、耐热性好。耐碱性、耐日光性好。质地柔软，染色性好。缺点：抗皱性差、缩水；弹性差。 4、真丝优点： 吸湿性、透气性好。耐酸性、耐热性好。质地柔软，染色性好。手感好，光滑而有层次缺点： 抗皱性差、缩水；怕日晒。 5、亚麻优点： 亚麻挺括、滑爽，抗酸性优于棉， 吸湿性和染色性好，但吸湿后散湿速度比棉快 缺点：易折皱，缩水、抗碱。 6、腈纶（聚丙烯腈纤维）优点： 有“合成羊毛”之誉称 蓬松柔软，弹性和保暖性较好，耐日光、易染色，色泽鲜艳。 易洗、快干、不霉、不蛀，耐腐性强。缺点： 耐磨性差，吸湿性不好。 7、锦纶（尼龙）优点： 耐磨性是目前所用纤维中最好的。强度高、弹性好。 吸湿性好，染色性好。易洗涤，干的快。耐碱不耐酸，储存时不宜放卫生球。缺点： 耐光性较差，日晒易泛黄，洗后不宜日晒。易起球 8、涤纶（聚酯纤维）优点： 强度高、耐磨，弹性好，抗变形能力强。 易洗涤，干得快，不需熨烫缺点： 吸湿性小，易起球。 耐酸不耐碱，耐热性比一般纤维高。常用的混纺面料：棉涤（的确良）、毛涤 9、氨纶（莱卡）优点：高弹性。 耐酸碱、耐汗、耐海水、耐干洗、耐磨。制作服装重量轻、质地柔软，舒适合身。缺点：易起静电 10、粘胶纤维优点： 质地柔软，穿着舒适，悬垂度好。染色性好，色彩鲜艳。
２０１５年３月化学研究１１１第２６卷第２期 CHEM ICAL RESEARCH http ：／／hxya cbpt． cnki． net． 碳纤维表面改性研究进展 刘保英１，２，王孝军３，杨杰１，３倡，丁涛２倡（１．四川大学高分子科学与工程学院，四川成都６１００６５；２．河南大学化学化工学院，河南开封４７５０ ０４；３．四川大学分析测试中心，四川成都６１００６４） 摘要：碳纤维因其优异的综合性能常被用作树脂基体的增强材料．然而由于碳纤维与树脂基体之间的界面结合性能较差，其增强的复合材料的力学性能往往与理论值相差甚远，因此必须对碳纤维进行表面改性，以提高其与聚合物基体的界面粘结性能．本文作者综述了国内外关于碳纤维表面改性技术的研究进展，概述了涂层法、氧化法、高能辐射法等改性方法对碳纤维增强复合材料界面强度的改性效果． 关键词：碳纤维；表面改性；研究进展 中图分类号：O６４文献标志码：A文章编号：１００８－１０１１（２０１５）０２－０１１１－１０Research progress of surface modification of carbon fiber LIU Baoying１,２ , WANG Xiaojun３ , YANG Jie１,３倡 , DING Tao２倡 ( １ . Colle ge o f Poly mer Science & Engineering , Sichuan Universit y , Cheng du ６１００６５ , Sichuan , China ; ２ . Colle ge o f Che m istr y and Che m ical Engineering , H enan University , K ai f eng ４７５００４ , H enan , China ; ３ . A naly tical & Testing Center , Sichuan University , Cheng du ６１００６４ , Sichuan , China) Abstract : Carbon fiber （CF） has been widely used as a reinforcement of polymer composite due to its excellent comprehensive performance ．However ，the strength of CF reinforced resin ma‐ trix composite is always much lower than the theoretically predicted value due to smooth sur ‐face and chemical inertness of carbon fiber w hich lead to a poor interface between CF and res ‐ ins ．Thus ，the research on surface modification of carbon fiber is very important in the compos ‐ ites applications ．This article presents an overview of some surface modification methods of CF ，such as coating method ，oxidation process and high‐energy radiation treatment ，and intro‐ duces the modified effect of each method on the interfacial strength of carbon fiber reinforced polymer composite ． Keywords ：carbon fiber ；surface modification ；research progress 碳纤维（CF）以其高比强度、高比模量、小的线膨胀系数、低密度、耐高温、抗腐蚀、优异的热及电传导性等特点，被称为新材料之王，常用作高性能树脂基复合材料的增强材料，广泛应用于飞机制造、国防军工、汽车、医疗器械、体育器材等方面［１－２］．工业化 收稿日期：２０１４－０９－１５． 基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点项目（１４A４３００４２）．作者简介：刘保英（１９８６－），女，讲师，研究方向为聚合物基复合材料改性研究倡通讯联系人 E mail ppsf scu edu cn ．，‐ ：＠．．，dingtao ＠ henu edu． cn．．生产的碳纤维按前驱体原料的不同可以分为：聚丙烯腈基（PAN‐based）、黏胶基、沥青基碳纤维和气相生长碳纤维［２－６］．与另外３种碳纤维相比，PAN基 碳纤维生产工艺简单，产品力学性能优异，产量约占全球碳纤维总产量的９０％以上［５］．自１９６２年问世以来，PAN基碳纤维取得了长足的发展，成为碳纤维工业生产的主流［７］． 由于碳纤维原丝表面由大量惰性石墨微晶堆砌而成，所以原丝表面呈非极性［８－９］，表面能小，与树脂基体的浸润性差，界面结合性能差．此外，高性能 DOI ：１０１４００２／．j hxya．２０１５．０２．００１．｜化学研究，２０１５，２６（２）：１１１－１２０