對位芳綸表面改性的最新研究進展

曹美榮

摘 要：伴隨我國經濟的飛速發(fā)展，工業(yè)領域所使用材料種類也越來越多，對于材料進行改性的相關研究也逐漸增多。對位芳綸屬于高性能的合成纖維，其復合材料經常使用于航空航天等對于材料要求較高的領域，也經常使用于汽車行業(yè)、建筑行業(yè)等與人們日常生活息息相關的領域。對位芳綸分子鏈排列較為整齊，纖維材料表面較為光滑，相比于其他材料化學活性基團較少，表面反應活性較低。要增強對位芳綸的表面活性，就要對其表面進行改性研究，已有的表面改性研究包括物理和化學兩個方面的。本文主要對對位芳綸表面改性的最新進展進行研究，文章分兩個部分進行闡述，先對對位芳綸的化學改性進行了詳細研究分析，后對其物理改性進行了詳細分析。

關鍵詞：對位芳綸;表面改性;最新研究

1 對位芳綸表面化學改性詳細研究

采用化學改性的方式進行表面活性的增強主要體現(xiàn)為化學鍵或者化學極性的作用，所采用的方式為化學反應，該類方法對于對位芳綸的表面改性結果較好，能夠在纖維材料的表面加入更多的活性官能團。該方法的主要缺點為反應進行程度很難控制，有可能導致纖維材料本身的力學性能降低。以下會從多個方面對化學改性進行詳細研究。

1.1 表面刻蝕的化學改性方法

表面刻蝕的化學改性方法在使用過程中會直接使用化學試劑對纖維材料進行處理，也就是對對位芳綸進行化學試劑的處理，通過化學處理可可使纖維材料表面的酰胺鍵進行水解，從而使纖維表面的活性基團種類及數(shù)量得到提高，同時也可起到破壞纖維材料表面結晶狀態(tài)的效果，從而使纖維材料表面的粗糙程度提高。通常會使用到的化學試劑會涉及到磷酸類、酸酐類等。該處理方法會在材料表面引入發(fā)化學鍵會涉及到羥基等含氧類的官能團，該類官能團的加入使表面粗糙程度更高，使纖維和樹脂粘結程度增強。該方法的缺點是會使纖維材料結構得到破壞，力學性能會得到部分損失。

1.2 表面接枝的化學改性方法

表面接枝的化學改性方法主要涉及到的部分為化學試劑和對位芳綸發(fā)化學方法，借助于化學鍵在材料的表面接枝新的分子連，新接枝的分子鏈會半酣苯環(huán)的結構，在苯環(huán)的鄰位和對位上借助于氫的作用會使反應活性得到提高，且氫能發(fā)生取代反應，可被很多官能團取代，如硝基等活性較強的官能團。有研究表明接枝胺基官能團之后會使對位芳綸纖維材料表明的基本形貌發(fā)生改變，也能提高樹脂的浸潤性能，有利于提高復合材料的剪切強度。

1.3 共聚改性的化學改性方法

對位芳綸在工業(yè)領域進行制備的主要方法會涉及到紡絲方法，主要將對位芳綸溶解于濃硫酸中使紡絲方法得以進行，該方法在試劑操作過程中對于設備要求較高，試劑操作所涉及成本相對較高，且安全性不是很高。共聚改性的化學方法主要會在對位芳綸的主鏈結構中加入柔性的單體，保證材料原始性能不變的情況下可提高對位芳綸的溶解性能。

現(xiàn)今經常使用到的單體會涉及到對苯二甲酰氯、二氨基二苯醚等。研究表明在加入單體之后纖維材料的溶劑性能會得到很大的改善，在進行反應時的條件也會變得更加溫和，有利于工業(yè)領域的大規(guī)模生產。

2 對位芳綸表面物理改性詳細研究

對位芳綸表面物理改性方法主要通過在纖維材料的表面形成反應的活性中心借助于自由基的加入可進一步提升材料的粗糙程度，將對位芳綸和基體之間的粘結程度提高。

2.1 等離子體的物理改性方法

采用等離子體處理的物理改性方法屬于現(xiàn)今研究的主要方向，所涉及到的方法概述為：等離子體中含有能量較高的粒子，該離子可對纖維材料表面進行轟擊，之后會產生活性的自由基，自由基會和氣流中含氧的例子進行反應，從而使含氧官能團加入到纖維材料表面，處理時間加長，材料表面的化學鍵會進行斷裂，會生成揮發(fā)性很強的小分子，之后脫離材料，使材料的表面粗糙度升高。該方法的主要優(yōu)點為不會破壞材料原本的結構，而且實際操作較為簡單，便于大范圍適用于工業(yè)領域。

2.2 表面涂層的物理改性方法

表面涂層的物理改性方法主要通過在材料表面覆蓋柔性較強的來增強纖維表面化學鍵及請見等作用力，常見的涂層包括聚氨酯涂層等，該方法也屬于二次反應中的一種，可引入活性基團來改變表面的極性。

2.3 γ射線輻射的物理改性方法

γ射線輻射進行改性的方法主要借助于γ射線本身的高能量特征，改性的過程為：對纖維材料在γ射線照射一段時間之后材料表面的大分子鏈會發(fā)生降解反應，從而在表面生成部分較新的活性基團，使材料表面的濕潤成都提高。該方法屬于較新的技術，在實際操作時所涉及到的處理工藝較為簡單，且不會對環(huán)境造成影響。

3 結語

總結可得，對位芳綸的表面改性對于工業(yè)領域材料的發(fā)展具有重要意義。為了提高纖維材料的表面活性，可通過物理和化學的方式方法來改變纖維材料的表面結構，常使用的化學方法包括表面刻蝕、表面接枝、共聚改性等，常使用的物理方法包括等離子體、表面涂層、γ射線輻射等。

參考文獻：

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