發(fā)布時(shí)間：2017-11-29 09:18

  本文關(guān)鍵詞：凱夫拉納米纖維復(fù)合薄膜的制備與性能研究

  更多相關(guān)文章： 凱夫拉納米纖維 聚氨酯 黏土 層層自組裝 復(fù)合薄膜 界面作用力

【摘要】：作為繼尼龍-6的改革之后,美國(guó)杜邦公司再次研制推出的高性能芳綸纖維,凱夫拉因其高強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性而受到人們的重視。但是由于凱夫拉與基體聚合物之間的界面作用力弱,限制了凱夫拉在復(fù)合材料方面的應(yīng)用�；诩{米材料的特殊性,納米級(jí)凱夫拉纖維有望給復(fù)合材料帶來優(yōu)異的機(jī)械性能和光學(xué)性能。這種新穎的芳綸納米模塊的出現(xiàn),在新型高性能聚合物納米復(fù)合材料工程方面有巨大潛力。本文采用在強(qiáng)堿性溶劑中對(duì)酰胺基團(tuán)去質(zhì)子化的方法將宏觀凱夫拉分散成凱夫拉納米纖維,并用抽濾法得到了凱夫拉納米纖維薄膜。經(jīng)表征,分散成納米尺寸后,凱夫拉的結(jié)構(gòu)未受到破壞,長(zhǎng)度為5-10μm,直徑約10-20 nm。凱夫拉納米薄膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)180 MPa,楊氏模量為14 GPa。聚氨酯材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)良的性能一直是研究的熱點(diǎn),水性聚氨酯材料具有成本低、無污染、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景很廣。但是水性聚氨酯材料強(qiáng)度不高,耐熱性不好,極大的限制了其應(yīng)用。傳統(tǒng)填充物的加入通常對(duì)聚氨酯的性能提升不明顯,凱夫拉納米纖維代表了最有希望的的高性能納米復(fù)合材料的建筑模塊之一。在我們的實(shí)驗(yàn)中,通過采用層層自組裝和真空輔助絮凝兩種方法,水性聚氨酯的力學(xué)性能被凱夫拉納米纖維得到了增強(qiáng)。得到了楊氏模量5.275GPa和斷裂強(qiáng)度98.02 MPa的薄膜,在已知的被報(bào)道的聚氨酯基復(fù)合材料中達(dá)到了最高。我們把這種增強(qiáng)歸結(jié)于凱夫拉和聚氨酯分子結(jié)構(gòu)的相似性,這種相似性通過多種界面作用力保證了凱夫拉與聚氨酯之間高度的親和性。通過模擬發(fā)現(xiàn)多種氫鍵的形成歸結(jié)于兩種組分的酰胺基團(tuán)具有合適的空間。與真空輔助絮凝薄膜相比,層層自組裝薄膜能夠更好地實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)移,因此得到了更高的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量。真空輔助絮凝方法在低凱夫拉含量時(shí)能很好地增強(qiáng)斷裂強(qiáng)度。之后,本文又探索了將凱夫拉與黏土同時(shí)作為填料與聚氨酯復(fù)合,用層層組裝方法制備了凱夫拉/聚氨酯/黏土納米復(fù)合材料,測(cè)試后發(fā)現(xiàn),凱夫拉與黏土的協(xié)調(diào)作用在很大程度上提升了復(fù)合薄膜的力學(xué)、熱學(xué)、阻燃等性能。本項(xiàng)研究工作不僅實(shí)現(xiàn)了在復(fù)合材料方面一個(gè)新穎的實(shí)際結(jié)合,而且還為基于創(chuàng)新納米填充物的多性能復(fù)合材料的進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供了一種很好的思路。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2;TQ340.1

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾斌平;用凱夫拉纖維制作的新型防彈衣[J];產(chǎn)業(yè)用紡織品;1991年05期

2 L.H.Miner;楊愛玉;;凱夫拉芳綸纖維的切割與機(jī)加[J];國(guó)外固體火箭技術(shù);1987年03期

3 高凌;;日本“帝人”有限公司研制出另一種聚酰胺纖維[J];國(guó)外固體火箭技術(shù);1987年01期

4 ;高性能材料“凱夫拉”[J];廣東塑料;2005年Z1期

5 金云鳳;讀者信箱[J];輕兵器;2001年01期

6 高凌;;日本“住友”化學(xué)公司研制出一種全芳香族液晶聚酯纖維[J];國(guó)外固體火箭技術(shù);1987年01期

7 神田;拓馬;;第—個(gè)高強(qiáng)高彈聚合物纖維——芳綸纖維[J];玻璃鋼資料;1983年02期

8 王從南;;澳大利亞研究防彈羊毛混合材料[J];非織造布;2011年05期

9 A.K.Munjal ,S.B.Kulkarni ,徐濤清;用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的凱夫拉纖維和玻璃纖維纏繞復(fù)合材料的表征[J];宇航材料工藝;1986年04期

10 王雨;防彈衣技術(shù)及各國(guó)的裝配動(dòng)態(tài)[J];警察技術(shù);1997年02期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 葉蓮;英軍將換裝“液態(tài)盔甲”[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2011年

2 劉霞;碳纖維材料建筑可對(duì)抗龍卷風(fēng)[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

3 李春才;生與死的屏障　防彈衣[N];大眾科技報(bào);2004年

4 顧怡;新概念單兵裝具新發(fā)展[N];解放軍報(bào);2004年

5 馬慶恒 卜金初;“戰(zhàn)場(chǎng)保護(hù)神”——防彈衣[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2002年

6 肖一妮;美軍用高科技打造防彈衣[N];解放軍報(bào);2003年

7 忠誠(chéng);“護(hù)頭之盾”換新容[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄺青霞;凱夫拉納米纖維復(fù)合薄膜的制備與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1236949