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PBO纤维表面特性对酚醛复合材料拉伸性能的影响
林晓凤;王雪明;崔郁;杨刚;刘茜
【期刊名称】《高科技纤维与应用》
【年(卷),期】2024(49)1
【摘要】复合材料良好的界面结合可使增强纤维发挥最大的承载作用,良好的纤维表面性能有助于纤维性能转化率的提高,从而有利于其力学性能。
为研究国产聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维表面特性对酚醛基复合材料拉伸性能的影响,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和接触角测量仪分析了三种国产高模型PBO纤维的表面特性,并计算其纤维强度转化率。
研究发现,PBO纤维的表面粗糙度和沟槽等对复合材料的界面性能及纤维强度转化率具有显著影响。
结果表明:三种国产PBO纤维表面均有明显的黏附物和纤维向沟槽,表面杂质少、沟槽较多,表面粗糙度最大、表面自由能最高的PBO-A纤维强度转化率最高,PBO纤维的强度转化率(40%~50%)远低于碳纤维的强度转化率(70%~90%),其与树脂的工艺匹配性有待进一步提高。
【总页数】5页(P34-38)
【作者】林晓凤;王雪明;崔郁;杨刚;刘茜
【作者单位】中航复合材料有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.7
【相关文献】
1.表面处理对碳纤维润湿性及连续纤维增强PEEK复合材料拉伸性能的影响
2.PBO 纤维复合材料的拉伸性能研究
3.碳纤维布表面处理对酚醛树脂复合材料力学性能的影响
4.酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的制备及性能
5.PBO纤维表面处理对EP/PBO复合材料性能的影响
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纤维素化学改性研究论文摘要：纤维素是自然界最丰富的自然资源，在未来石油资源越来越匮乏的情况下，纤维素必将成为重要的工业原料。
本文总结了几种纤维素热塑性加工的化学改性的方法，在未来的能源形势下，将会有更多针对纤维素化学改性的方法从而获得更加丰富的纤维素衍生物产品。
同时，考虑到化学改性的方法环境污染大，生产周期长，以不进行化学改性而通过其他方法对纤维素直接进行塑性加工的方法也会有较大的发展。
关键词：纤维素化学改性热塑性加工0 引言石油基高聚物由于其良好的使用性和加工性，在工业生产和日常生活中占据有重要地位，但是由于其难降解性对环境造成的危害以及石油资源的日益枯竭，人们愈加重视开发可再生的替代材料。
纤维素是自然界最丰富的可再生资源，广泛存在于绿色植物以及海洋生物中，具有可再生性，生物可降解性和天然的生物相容性，并且具有低密度、高强度和刚度好的特性，这已使它成为最重要的天然高分子材料。
1 纤维素的化学结构纤维素是由d-吡喃型葡萄糖单元（agu）通过β-1、4糖苷键以c1椅式构象连接而成的线型高分子。
纤维素的一个结构单元中在第2、第3、第6位碳原子上有3个活泼的羟基基团，其中c2、c3位上的羟基是仲羟基，c6位上是伯羟基。
由于大量羟基的存在，使纤维素分子之间与纤维素分子内部形成了密度很高的氢键，导致纤维素在受到高温作用时在融化之前就分解了，因此无法直接用注射、挤出等传统的热塑性加工方法生产纤维素制品。
为了可以使用热塑性加工的方法生产纤维素制品，必须对其进行化学改性，利用与羟基有关的一系列化学反应，如酯化，醚化，接枝共聚等反应合成纤维素衍生物，则有可能实现热塑性加工。
2 纤维素酯类纤维素酯类包括有机酸酯与无机酸酯。
纤维素无机酸酯中比较重要的是硝化纤维素。
硝化纤维素是由纤维素在25-40℃经过硝酸和浓硫酸混合算硝化而成的酯类，混合酸中，硝酸参与酯化反应，浓硫酸则起着使纤维素溶胀和吸水的双重作用。
不同取代度的硝化纤维素应用于不同的地方，高硝化纤维素可用作火药，低硝化的纤维素可用作塑料、片基薄膜等。
纳米纤维素研究及应用进展纳米纤维素是一种由植物细胞壁提取或微生物发酵得到的生物质材料，具有独特的纳米级尺寸和出色的物理、化学性能。
近年来，纳米纤维素因其出色的生物相容性、可降解性以及在能量储存、药物传递、环境治理等方面的应用潜力，受到了广泛。
本文将概述纳米纤维素的研究背景和意义，并详细介绍其制备方法、应用进展、研究现状与挑战以及未来应用前景。
纳米纤维素的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括高压静电纺丝、超临界流体纺丝等；化学法主要包括酸解、氧化还原等；生物法则利用微生物或植物细胞壁提取。
不同制备方法得到的纳米纤维素在形貌、尺寸和性能上略有差异。
纳米纤维素在许多领域中都有着广泛的应用。
在生物医学领域，纳米纤维素因其生物相容性和可降解性，可用于药物载体、组织工程和生物传感器等。
在能源领域，纳米纤维素可作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等。
纳米纤维素在环保、材料科学等领域也有着广泛的应用。
当前，纳米纤维素研究面临着许多挑战。
制备方法的优化和绿色生产是亟待解决的问题。
化学法制备过程中产生的废弃物可能会对环境造成污染，因此需要开发环保、高效的制备方法。
纳米纤维素的尺度、形貌和性能调控是研究的重要方向。
纳米纤维素的量产化、应用领域的拓展以及其在复合材料中的作用机制等方面也需要进一步探索。
随着科技的不断进步，纳米纤维素的应用前景十分广阔。
在生物医学领域，纳米纤维素作为药物载体和组织工程材料的应用将进一步拓展。
在能源领域，随着可再生能源需求的增加，纳米纤维素作为储能材料的应用前景将更加明朗。
纳米纤维素在环保、材料科学等领域也将发挥更重要的作用。
纳米纤维素作为一种重要的生物质材料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
随着对纳米纤维素制备、性能和应用研究的深入，其在生物医学、能源、环保、材料科学等领域的应用将进一步拓展。
未来，纳米纤维素的研究将更加注重绿色生产、可持续性和规模化应用，为推动纳米科技和生物质材料的发展提供新的机遇和动力。
表面技术第53卷第1期PBO纤维表面改性处理的研究进展杨超杰，吴喜娜，魏浩，王国军*（哈尔滨工程大学 青岛创新发展基地，山东 青岛 266000）摘要：聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维因其比强度高、比模量高、耐热性好、阻燃性好以及优异的介电性能，现已在安全防护、建筑汽车等领域得到广泛应用。
由于PBO纤维表面光滑、化学惰性，导致其与基体树脂界面结合差，进一步影响复合材料的整体性能，这大大限制了PBO纤维优异综合性能的发挥，所以对PBO纤维表面进行改性处理显得尤为重要。
介绍了近年来国内外针对PBO纤维不同表面改性方法及对应复合材料性能改善程度的研究进展，从PBO纤维改性方法的分类入手，阐述了各种方法的基本原理。
通过对这些处理方法的比较，阐述了国内PBO纤维表面改性的研究进展，指出了国内外在PBO纤维表面改性处理上的差距，为未来的发展方向提供了参考。
PBO纤维表面改性方法包括化学刻蚀法、等离子体处理、表面涂层法、化学接枝法、紫外刻蚀法、上浆剂处理等。
各种改性技术各有利弊，在选择改性方法时，理应考虑达到工艺快捷有效、经济环保和无损纤维性能等指标。
未来，在PBO纤维表面改性的处理方法领域，将逐步向绿色环保的上浆剂处理方向发展。
关键词：聚对苯撑苯并二噁唑纤维；表面改性；界面；复合材料中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)01-0048-08DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.01.004Research Progress on Surface Modification of PBO FiberYANG Chaojie, WU Xina, WEI Hao, WANG Guojun*(Qingdao Innovation and Development Base, Harbin Engineering University, Shandong Qingdao 266000, China)ABSTRACT: PBO fiber has become the ultimate choice in many fields because of its high specific strength, high specific modulus, good heat resistance, good flame retardant and excellent dielectric properties, and has been widely used in aerospace, national defense weapons, safety protection, construction and automobile fields. Because the surface of PBO fiber is smooth and chemically inert, the interface between PBO fiber and matrix resin is poor, which further affects the overall performance of the composite material, and greatly limits the play of the excellent comprehensive performance of PBO fiber, so it is particularly important to modify the surface of PBO fiber. In this paper, the research progress of different surface modification methods of PBO fibers and the improvement of composite properties in recent years were reviewed. Surface modification was mainly made to change the chemical composition and structure of the surface, improve the number of polar groups and reactive groups;change the surface morphology, improve the roughness and specific surface area; increase the surface free energy and improve the surface wettability. All the above modification effects must minimize the negative effects on the bulk properties of fibers.Finally, it was pointed out that the current surface treatment methods of PBO fibers were still insufficient, and it was necessary收稿日期：2022-12-15；修订日期：2023-04-03Received：2022-12-15；Revised：2023-04-03引文格式：杨超杰, 吴喜娜, 魏浩, 等. PBO纤维表面改性处理的研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(1): 48-55.YANG Chaojie, WU Xina, WEI Hao, et al. Research Progress on Surface Modification of PBO Fiber[J]. Surface Technology, 2024, 53(1): 48-55.*通信作者（Corresponding author）第53卷第1期杨超杰，等：PBO纤维表面改性处理的研究进展·49·and urgent to find a green and efficient modification method. In recent years, with the development of fiber surface modification technology, PBO fiber modification methods have been fully developed, and the corresponding application fields have been expanded. In this paper, the different surface modification methods of PBO fiber and the improvement of the properties of composite materials were introduced. Starting from the classification of PBO fiber modification methods, the basic principles of each method were expounded, and the advantages and disadvantages of each method and the scope of application were clarified.Based on six modification methods, the surface modification methods of PBO fiber at home and abroad were investigated. By comparing these treatment methods, the research progress of PBO fiber surface modification at home and abroad was confirmed, the gap between domestic and foreign PBO fiber surface modification treatment was clear, and the future development direction was pointed out. PBO fiber surface modification methods include chemical etching, plasma treatment, surface coating, chemical grafting, ultraviolet etching, and sizing agent treatment. Each modification technology has its own advantages and disadvantages.When selecting a modification method, it is required to consider the fast and effective process, economic and environmental protection and non-destructive fiber properties. The surface treatment method of sizing agent can meet the above requirements.In recent years, the introduction of active nanoparticles such as graphene oxide, carbon nanotubes and silica into sizing agents to improve interface adhesion has become a research focus. The prepared nanocomposites not only have stronger interface, but also show many attractive functions, such as photothermal conversion, interface self-healing, etc. In addition, as a non-damaging method, surface sizing is an ideal method to achieve uniform UV shielding or light absorption ability on the surface of PBO fiber, which can effectively reduce UV intensity and block UV irradiation. In the future, in surface modification treatment of PBO fiber, the direction of environmental protection sizing agent treatment will be gradually developed.KEY WORDS: poly(p-phenylene-2,6-benzoxazole) fiber; surface modification; interface; composite materials聚对苯撑苯并二 唑（PBO）纤维因其优异的性能，特别是突出的力学性能、热稳定性、低密度，成为一种很有前途的增强先进复合材料的有机纤维之王[1]。
摘要：纳米纤维素是传统制浆造纸产业最重要的原料的升级，其在造纸工业中得到了越来越多的关注。
本文重点介绍了纳米纤维素的制备及其在包装材料、柔性基底材料、检测材料、抗菌材料等领域的应用进展，并对其未来的发展做了展望。
关键词：纳米纤维素; 造纸工业; 包装材料; 精细化学品Abstract: Nanocellulose is an upgraded material of the most important raw material in the traditional pulp and paper industry, drawing more and more attention from the industry participants. This article focuses on the preparation of nanocellulose and its application progress in packaging materials, flexible substrate materials, detection materials, antibacterial materials and other fields, and prospects for its future development.Key words: nanocellulose; paper industry; packaging material; fine chemicals纳米纤维素的研究进展及其在造纸工业中的应用⊙ 张春亮1,2查瑞涛2（1.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，北京 100083；2.国家纳米科学中心，北京 100190）□ 报告专家及作者简介：查瑞涛先生，国家纳米科学中心高级工程师；兼任中国造纸学会纳米纤维素及材料专业委员会（NMC of CTAPI）秘书长；主要从事微纳复合材料、纸基功能材料与湿部化学研究工作；作为主要发明人，已经申请中国发明专利41项、授权24项。
纳米纤维素改性及其应用研究进展随着科技的不断发展，纳米技术已经成为了现代科学的一个热门领域。
纳米纤维素是其中重要的研究方向之一。
纳米纤维素由许多小的纤维素晶胞合并而成，因其具有生物可降解、生物相容性高等特点，被广泛应用于药物传递、纸张生产、能源材料等领域。
同时，通过对纳米纤维素的改性可以提高其性能，拓展其应用范围，因此，纳米纤维素的改性及其应用研究成为了当前的研究热点。
一、纳米纤维素的性质与特点纳米纤维素是以纤维素为主要成分的一种生物可降解材料，其具有以下几个特点：1.生物可降解性纳米纤维素是一种天然材料，可分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
2.生物相容性由于纳米纤维素是天然材料，与生物体相容性极高，不会对生物体造成损害。
3.高比表面积纳米纤维素的比表面积很大，在材料科学和生物医学领域有很多应用。
4.具有高度的透明度纳米纤维素是非常透明的，适合制造透明材料。
二、纳米纤维素的改性方法纳米纤维素作为一种新型材料，其性能还需要通过改性方式来提高，让其更好地应用于不同领域。
目前常见的纳米纤维素改性方法有以下几种：1.化学改性化学方法是目前最常用的改性方法之一。
通过改变纳米纤维素表面的化学结构，增强其化学活性，提高纳米纤维素与其他物质的相容性。
2.物理改性物理方法通常是改变纳米纤维素的结构或物理性质，从而达到提高其性能的目的。
如超声波处理、高温处理等。
3.生物改性生物改性是通过微生物、生物酶等生物体介入作用于纳米纤维素上，改变其原有性质，提高其生物相容性和生物可降解性等。
三、纳米纤维素的应用研究进展现阶段，纳米纤维素在许多领域得到了广泛的应用。
其中，主要有以下几个领域：1.药物传递领域纳米纤维素的生物可降解、生物相容性高等特性使其在药物传递领域得到了广泛的应用。
纳米纤维素结构具有一定的孔隙度和可溶性，可被用于药物的吸附和释放等。
2.纸张生产领域纳米纤维素在纸张生产中的应用也得到了广泛的关注。
其强度和超白度的特点使其能够代替部分化学浆制作高质量的印刷纸和包装纸。
纤维素的改性及应用研究进展
姜珊;孙自强;邢琪;郭荣辉
【期刊名称】《纺织科学与工程学报》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】纤维素是一种来源多样、分布广泛的天然聚合物,作为可再生、可生物降解的原材料在工业和日常生活中广泛应用,为成功应对资源短缺和环境污染问题而提出一种有效的解决方案。
介绍了纤维素的类型与结构,以及通过各种途径对纤维素功能结构改性的最新进展,如氧化、酯化、醚化和接枝等。
总结了近年来改性纤维素材料在食品、包装、环保、医疗、纺织等领域的应用成果。
【总页数】11页(P75-85)
【作者】姜珊;孙自强;邢琪;郭荣辉
【作者单位】四川大学轻工科学与工程学院;四川环龙技术织物有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ352.79
【相关文献】
1.纤维素酶和半纤维素酶对纤维改性的研究进展
2.纤维素纳米晶体改性及应用研究进展
3.甘蔗渣纤维素的提取及纳米化改性应用研究进展
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纳米纤维素薄膜的增强增韧及其机理研究纳米纤维素薄膜的增强增韧及其机理研究引言纳米纤维素薄膜具有重要的应用潜力，特别是在能源存储、柔性显示、生物医学和环境保护等领域。
然而，由于薄膜的低强度和易断裂性，其实际应用受到了限制。
因此，增强和增韧纳米纤维素薄膜的研究已成为当前大众关注的焦点之一。
本文将介绍纳米纤维素薄膜增强和增韧的最新研究进展，并探讨其机理。
材料和方法在研究中，我们使用了直接拉伸和层间离析法制备纳米纤维素薄膜，并结合显微镜观察了其形貌和结构。
采用拉伸测试和压痕测试等方法，评估了薄膜的力学性能。
此外，利用原子力显微镜和透射电子显微镜等仪器进行了薄膜的表征。
结果和讨论通过实验，我们发现引入纳米颗粒是一种有效的方法来增强纳米纤维素薄膜的力学性能。
在拉伸测试中，添加纳米颗粒后，薄膜的断裂强度和断裂伸长率均有所增加。
这是由于纳米颗粒能够在拉伸过程中吸收和分散能量，并阻止裂纹扩展。
此外，纳米颗粒还可以调节薄膜的结晶性，提高其力学性能。
另一个增强和增韧纳米纤维素薄膜的方法是引入纤维增强剂。
通过将纳米纤维素薄膜与纤维增强剂叠层堆积，能够增加薄膜的断裂强度和韧性。
这是由于纤维增强剂具有较高的强度和韧性，能够吸收和分散应力，阻止薄膜的断裂。
此外，纤维增强剂还能够形成桥梁结构，增强薄膜的界面粘结力，提高薄膜的力学性能。
纳米纤维素薄膜的增强和增韧机制主要包括拉伸吸能、纳米颗粒填充效应和桥梁效应。
拉伸吸能是指纳米颗粒在拉伸过程中吸收和分散应力，防止裂纹的扩展。
纳米颗粒填充效应是指纳米颗粒填充在纳米纤维素薄膜中，形成一种“颗粒－纤维素基质”的结构，增加薄膜的断裂强度和纳米颗粒的界面比。
桥梁效应是指纤维增强剂与纳米纤维素薄膜形成界面纽带，增强界面粘结力并阻止纤维素薄膜的断裂。
结论本文综述了纳米纤维素薄膜的增强和增韧研究。
通过引入纳米颗粒和纤维增强剂，能够有效提升薄膜的力学性能。
增强和增韧机制主要包括拉伸吸能、纳米颗粒填充效应和桥梁效应。
纳米微晶纤维素的制备、改性及其增强复合材料性能的研究一、本文概述随着纳米科技的快速发展，纳米材料在各个领域的应用日益广泛。
纳米微晶纤维素（Nanocrystalline Cellulose, NCC）作为一种新兴的纳米材料，因其独特的物理和化学性质，在增强复合材料性能方面具有巨大的潜力。
本文旨在探讨纳米微晶纤维素的制备技术、改性方法，以及其在增强复合材料性能方面的应用。
我们将详细介绍纳米微晶纤维素的制备过程，包括原料选择、预处理、酸解条件优化等关键步骤，并分析影响制备效果的主要因素。
随后，我们将探讨纳米微晶纤维素的改性方法，如表面修饰、复合改性等，以提高其在复合材料中的相容性和性能。
在此基础上，本文将重点研究纳米微晶纤维素增强复合材料的性能。
我们将通过对比实验，分析纳米微晶纤维素在复合材料中的分散性、界面结合强度、力学性能等关键指标，探讨其对复合材料性能的影响机制。
我们还将考察纳米微晶纤维素在不同复合材料体系中的应用效果，为其在实际工程中的应用提供理论支持。
本文的研究不仅有助于深入理解纳米微晶纤维素的制备与改性技术，还将为开发高性能复合材料提供新的思路和方法。
我们期望通过本文的研究，为纳米微晶纤维素在复合材料领域的广泛应用奠定坚实基础。
二、纳米微晶纤维素的制备纳米微晶纤维素（Nanocrystalline Cellulose, NCC）的制备主要涉及到纤维素原料的选择、预处理、酸水解和纯化等步骤。
以下是详细的制备过程：选择纤维素含量丰富且结晶度高的植物纤维作为原料，如棉花、木材等。
这些原料经过破碎、研磨等预处理后，得到一定粒度的纤维素粉末。
接着，将纤维素粉末与适量的浓酸（如硫酸）混合，并在一定的温度下进行酸水解。
酸水解过程中，纤维素分子链在酸的作用下断裂，生成较小的纤维素分子片段。
水解的时间和温度会影响最终产物的粒度和结晶度。
水解完成后，需要通过离心、洗涤等步骤去除剩余的酸和水解产物中的杂质。
然后，将得到的悬浮液进行透析，以进一步去除小分子杂质。
