[发明专利]芳纶表面改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及芳纶表面改性技术领域，具体地说，涉及一种芳纶表面改性方 法。

背景技术

芳纶全称为″聚对苯二甲酰对苯二胺″，英文为Aramidfiber(帝人芳纶的 商品名为Twaron，杜邦公司的商品名为Kevlar)，是一种新型高科技合成纤维， 具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良生能，其强度是钢 丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量 仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘 性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为是材料界一个非 常重要的历史进程。

芳纶以其高比模量、高比强度、耐疲劳等优异性能在橡胶等多个领域得到 了广泛的应用。但是从芳纶的结构可知，它是刚性分子，分子对称性高，定向 程度和结晶度高，因而横向分子间作用力变弱；另外，分子结构中存在大量的 芳香环，不易移动，使其分子间的氢键弱，横向强度低使得在压缩及剪切力作 用下容易产生断裂。因此，为了充分发挥芳纶优异的力学性能，需要对芳纶表 面进行改性处理。现有技术中缺乏一种行之有效的芳纶表面改性方法。

发明内容

本发明的内容是提供一种芳纶表面改性方法，其能够克服现有技术的某种 或某些缺陷。

根据本发明的芳纶表面改性方法，其包括以下步骤：

(1)采用超声波对待改性芳纶进行表面处理；

(2)对经步骤(1)处理后的芳纶进行干燥；

(3)将经步骤(2)处理后的芳纶置于双氧水溶液浸泡；

(4)将经步骤(3)处理后的芳纶，置于溶解有带有邻羟基基团的化合物 的缓冲溶液中浸泡；

(5)将经步骤(4)处理后的芳纶，冲洗干净后干燥；

(6)将经步骤(5)处理后的芳纶，置入由乙醇和硅烷配制的溶液中浸泡；

(7)将经步骤(6)处理后的芳纶，淋洗后干燥。

本发明中提供的方法，能够较佳地用于对芳纶短纤改性和芳纶长纤改性。 通过本发明的方法改性后的芳纶能够具备较佳的力学性能，并能够较佳地与橡 胶进行良好复合。

作为优选，步骤(1)中超声介质为水或水与乙醇的混合物。

作为优选，步骤(1)中超声功率为50～2000W，处理时间为1～30分钟。

作为优选，步骤(3)中双氧水的浓度为3％～5％。

作为优选，步骤(4)中，带有邻羟基基团的化合物采用多巴胺。

作为优选，步骤(4)中，缓冲溶液为Tris缓冲液。

作为优选，步骤(4)中，保持缓冲溶液的PH值为8～9。

作为优选，步骤(4)中，保持缓冲溶液与空气接触且维持常温。

作为优选，步骤(6)中，乙醇和硅烷的配比为10∶1。

作为优选，步骤(7)中，采用乙醇或丙酮进行淋洗。

本发明中：步骤(1)中，超声功率能够为50～2000W，处理时间能够为1～30 分钟，超声介质能够为水或水与乙醇的混合物，超声介质的温度能够控制在 50～90℃；步骤(3)中，双氧水溶液的浓度能够为3％～5％，浸泡时间能够为3～7 分钟(较佳地为5分钟)；步骤(4)中，带有邻羟基基团的化合物能够采用多 巴胺，缓冲溶液能够采用TRIS(三羟甲基氨基甲烷)缓冲液，缓冲液的PH值 能够为8～9(较佳地为8.5)，并且保持缓冲溶液为常温且接触空气，浸泡时间能 够为12～24小时；步骤(6)中，乙醇和硅烷的体积配比能够为100∶10，浸泡 时间能够为3～5小时(较佳地为4小时)；步骤(7)中，能够采用乙醇或丙酮 进行淋洗。

通过本发明的方法所获取的芳纶能够较佳地与丁腈橡胶、天然橡胶等橡胶 进行复合。

对通过本发明的方法所获取的改性芳纶进行测试，得出，通过本发明方法 获取的改性芳纶与橡胶进行复合时，其粘附强度比普通芳纶提高了300％～600％ 以上其拉伸强度提高了600％～800％以上其断裂强力提高了700％～900％以上。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。应当理解 的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

实施例1

本实施例提供了一种芳纶表面改性方法，其包括以下步骤：