芳綸表面改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及芳綸表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種芳綸表面改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芳給全稱為〃聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺〃，英文為Aramidfiber(帝人芳給的商品名為T(mén)waron，杜邦公司的商品名為Kevlar)，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良生能，其強(qiáng)度是鋼絲的5?6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2?3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(zhǎng)的生命周期。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是材料界一個(gè)非常重要的歷史進(jìn)程。
[0003]芳綸以其高比模量、高比強(qiáng)度、耐疲勞等優(yōu)異性能在橡膠等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是從芳綸的結(jié)構(gòu)可知，它是剛性分子，分子對(duì)稱性高，定向程度和結(jié)晶度高，因而橫向分子間作用力變?nèi)酰涣硗?，分子結(jié)構(gòu)中存在大量的芳香環(huán)，不易移動(dòng)，使其分子間的氫鍵弱，橫向強(qiáng)度低使得在壓縮及剪切力作用下容易產(chǎn)生斷裂。因此，為了充分發(fā)揮芳綸優(yōu)異的力學(xué)性能，需要對(duì)芳綸表面進(jìn)行改性處理。現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種行之有效的芳綸表面改性方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種芳綸表面改性方法，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷。
[0005 ]根據(jù)本發(fā)明的芳綸表面改性方法，其包括以下步驟:
[0006](I)采用超聲波對(duì)待改性芳綸進(jìn)行表面處理；
[0007](2)對(duì)經(jīng)步驟(I)處理后的芳綸進(jìn)行干燥；
[0008](3)將經(jīng)步驟(2)處理后的芳綸置于雙氧水溶液浸泡；
[0009](4)將經(jīng)步驟(3)處理后的芳綸，置于溶解有帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物的緩沖溶液中浸泡；
[0010](5)將經(jīng)步驟(4)處理后的芳綸，沖洗干凈后干燥；
[0011](6)將經(jīng)步驟(5)處理后的芳綸，置入由乙醇和硅烷配制的溶液中浸泡；
[0012](7)將經(jīng)步驟(6)處理后的芳綸，淋洗后干燥。
[0013]本發(fā)明中提供的方法，能夠較佳地用于對(duì)芳綸短纖改性和芳綸長(zhǎng)纖改性。通過(guò)本發(fā)明的方法改性后的芳綸能夠具備較佳的力學(xué)性能，并能夠較佳地與橡膠進(jìn)行良好復(fù)合。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(I)中超聲介質(zhì)為水或水與乙醇的混合物。
[0015]作為優(yōu)選，步驟(I)中超聲功率為50?2000W，處理時(shí)間為I?30分鐘。
[0016]作為優(yōu)選，步驟(3)中雙氧水的濃度為3%?5%。
[0017]作為優(yōu)選，步驟(4)中，帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物采用多巴胺。
[0018]作為優(yōu)選，步驟(4)中，緩沖溶液為T(mén)ris緩沖液。
[0019]作為優(yōu)選，步驟(4)中，保持緩沖溶液的PH值為8?9。
[0020]作為優(yōu)選，步驟(4)中，保持緩沖溶液與空氣接觸且維持常溫。
[0021 ]作為優(yōu)選，步驟(6)中，乙醇和硅烷的配比為10:1。
[0022]作為優(yōu)選，步驟(7)中，采用乙醇或丙酮進(jìn)行淋洗。
[0023]本發(fā)明中:步驟(I)中，超聲功率能夠?yàn)?0?2000W，處理時(shí)間能夠?yàn)镮?30分鐘，超聲介質(zhì)能夠?yàn)樗蛩c乙醇的混合物，超聲介質(zhì)的溫度能夠控制在50?90°C ;步驟(3)中，雙氧水溶液的濃度能夠?yàn)?%?5%，浸泡時(shí)間能夠?yàn)??7分鐘(較佳地為5分鐘)；步驟(4)中，帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物能夠采用多巴胺，緩沖溶液能夠采用TRIS(三羥甲基氨基甲烷)緩沖液，緩沖液的PH值能夠?yàn)??9(較佳地為8.5)，并且保持緩沖溶液為常溫且接觸空氣，浸泡時(shí)間能夠?yàn)?2?24小時(shí);步驟(6)中，乙醇和硅烷的體積配比能夠?yàn)?00: 10，浸泡時(shí)間能夠?yàn)??5小時(shí)(較佳地為4小時(shí))；步驟(7)中，能夠采用乙醇或丙酮進(jìn)行淋洗。
[0024]通過(guò)本發(fā)明的方法所獲取的芳綸能夠較佳地與丁腈橡膠、天然橡膠等橡膠進(jìn)行復(fù)入口 ο
[0025]對(duì)通過(guò)本發(fā)明的方法所獲取的改性芳綸進(jìn)行測(cè)試，得出，通過(guò)本發(fā)明方法獲取的改性芳綸與橡膠進(jìn)行復(fù)合時(shí)，其粘附強(qiáng)度比普通芳綸提高了300%?600%以上其拉伸強(qiáng)度提高了 600 %?800 %以上其斷裂強(qiáng)力提高了 700 %?900 %以上。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋而并非限定。
[0027]實(shí)施例1
[0028]本實(shí)施例提供了一種芳綸表面改性方法，其包括以下步驟:
[0029](I)采用超聲波對(duì)待改性芳綸進(jìn)行表面處理，超聲功率為50W，處理時(shí)間為30分鐘，超聲介質(zhì)為水，超聲介質(zhì)的溫度控制在75°C左右；
[0030](2)對(duì)經(jīng)步驟(I)處理后的芳綸進(jìn)行干燥；
[0031](3)將經(jīng)步驟(2)處理后的芳綸置于雙氧水溶液浸泡，雙氧水的濃度為3%，浸泡時(shí)間能夠?yàn)?分鐘；
[0032](4)將經(jīng)步驟(3)處理后的芳綸，置于溶解有帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物的緩沖溶液中浸泡，帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物采用多巴胺，緩沖溶液為T(mén)RIS(三羥甲基氨基甲烷)緩沖液，保持緩沖溶液的PH值為8，保持緩沖溶液與空氣接觸且維持常溫，浸泡時(shí)間能夠?yàn)?2小時(shí)；
[0033](5)將經(jīng)步驟(4)處理后的芳綸，沖洗干凈后干燥；
[0034](6)將經(jīng)步驟(5)處理后的芳綸，置入由乙醇和硅烷配制的溶液中浸泡，乙醇和硅烷的配比為10:1，浸泡時(shí)間為3小時(shí)；
[0035](7)將經(jīng)步驟(6)處理后的芳綸，淋洗后干燥，采用乙醇進(jìn)行淋洗。
[0036]通過(guò)本實(shí)施例的方法獲取的改性芳綸在與橡膠進(jìn)行復(fù)合時(shí)，其粘附強(qiáng)度比普通芳綸提高了500%以上，其拉伸強(qiáng)度提高了700%以上，其斷裂強(qiáng)力提高了800%以上。
[0037]實(shí)施例2
[0038]本實(shí)施例也提供了一種芳綸表面改性方法，其與實(shí)施例1的不同之處在于:步驟(I)中，超聲功率為2000W，處理時(shí)間為I分鐘，超聲介質(zhì)為水與乙醇的混合物，超聲介質(zhì)的溫度控制在90°C左右;步驟(3)中，雙氧水的濃度為5%，浸泡時(shí)間能夠?yàn)?分鐘;步驟(4)中，帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物采用鄰羥基苯乙酮，保持緩沖溶液的PH值為9，保持緩沖溶液與空氣接觸且維持常溫，浸泡時(shí)間能夠?yàn)?4小時(shí)；步驟(6)中，乙醇和硅烷的配比為8:1，浸泡時(shí)間為5小時(shí);步驟(7)中，采用丙酮進(jìn)行淋洗。
[0039]通過(guò)本實(shí)施例的方法獲取的改性芳綸在與橡膠進(jìn)行復(fù)合時(shí)，其粘附強(qiáng)度比普通芳綸提高了600%以上，其拉伸強(qiáng)度提高了800%以上，其斷裂強(qiáng)力提高了900%以上。
[0040]實(shí)施例3
[0041]本實(shí)施例也提供了一種芳綸表面改性方法，其與實(shí)施例1的不同之處在于:步驟
(I)中，超聲功率為1000W，處理時(shí)間為15分鐘，超聲介質(zhì)為70%的乙醇溶液，超聲介質(zhì)的溫度控制在50?90°C之間；步驟(3)中，雙氧水的濃度為45%，浸泡時(shí)間為5分鐘；步驟(4)中，帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物采用鄰羥基苯甲酸苯酯，保持緩沖溶液的PH值為8.5，保持緩沖溶液與空氣接觸且維持常溫，浸泡時(shí)間能夠?yàn)?0小時(shí);步驟(6)中，乙醇和硅烷的配比為12:1，浸泡時(shí)間為4小時(shí);步驟(7)中，采用乙醇和丙酮的混合液進(jìn)行淋洗。
[0042]通過(guò)本實(shí)施例的方法獲取的改性芳綸在與橡膠進(jìn)行復(fù)合時(shí)，其粘附強(qiáng)度比普通芳綸提高了600%以上，其拉伸強(qiáng)度提高了800%以上，其斷裂強(qiáng)力提高了900%以上。
[0043]以上示意性地對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的方案及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.芳綸表面改性方法，其包括以下步驟: (1)采用超聲波對(duì)待改性芳綸進(jìn)行表面處理； (2)對(duì)經(jīng)步驟(I)處理后的芳綸進(jìn)行干燥； (3)將經(jīng)步驟(2)處理后的芳綸置于雙氧水溶液浸泡； (4)將經(jīng)步驟(3)處理后的芳綸，置于溶解有帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物的緩沖溶液中浸泡； (5)將經(jīng)步驟(4)處理后的芳綸，沖洗干凈后干燥； (6)將經(jīng)步驟(5)處理后的芳綸，置入由乙醇和硅烷配制的溶液中浸泡； (7)將經(jīng)步驟(6)處理后的芳綸，淋洗后干燥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(I)中超聲介質(zhì)為水或水與乙醇的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:步驟(I)中超聲功率為50?2000W，處理時(shí)間為I?30分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中雙氧水的濃度為3%?5%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物采用多巴胺。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，緩沖溶液為T(mén)ris緩沖液。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，保持緩沖溶液的PH值為8?9。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，保持緩沖溶液與空氣接觸且維持常溫。9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一所述的方法，其特征在于:步驟(6)中，乙醇和硅烷的配比為 10:1。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:步驟(7)中，采用乙醇或丙酮進(jìn)行淋洗。
【專利摘要】本發(fā)明涉及芳綸表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種芳綸表面改性方法。其包括以下步驟：(1)采用超聲波對(duì)待改性芳綸進(jìn)行表面處理；(2)對(duì)經(jīng)步驟(1)處理后的芳綸進(jìn)行干燥；(3)將經(jīng)步驟(2)處理后的芳綸置于雙氧水溶液浸泡；(4)將經(jīng)步驟(3)處理后的芳綸，置于溶解有帶有鄰羥基基團(tuán)的化合物的緩沖溶液中浸泡；(5)將經(jīng)步驟(4)處理后的芳綸，沖洗干凈后干燥；(6)將經(jīng)步驟(5)處理后的芳綸，置入由乙醇和硅烷配制的溶液中浸泡；(7)將經(jīng)步驟(6)處理后的芳綸，淋洗后干燥。經(jīng)本發(fā)明的方法改性后的芳綸，拉伸強(qiáng)度高，與橡膠復(fù)合的粘度高。
【IPC分類】D06M10/02, D06M13/144, D06M101/36, C08L9/02, D06M13/513, C08L7/00, D06M11/50, C08J5/06, D06M13/328, C08L77/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105568672
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610021301
【發(fā)明人】陳忠仁, 馬少華, 閆智敬, 畢文超
【申請(qǐng)人】寧波大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日