聚磷腈彈性體與聚酰胺材料的界面研究.pdf

1、對于纖維增強復合材料，增強纖維與橡膠基體之間界面性能是影響其性能的關鍵因素，論文合成了芳氧基聚磷腈和氟化聚磷腈彈性體，并研究了Kevlar、尼龍6、聚酰亞胺(PI)、聚乙烯(PE)等與聚磷腈基體材料之間的界面性能。
　　1、以六氯環(huán)三磷腈為單體，采用親核取代的方法，制備了氟化聚磷腈和芳氧基聚磷腈兩種彈性體，通過核磁、GPC以及DSC等手段對其結構進行了表征，同時對纖維增強的聚磷腈彈性體的硫化性能和力學性能進行了研究。
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2、、在此基礎上，對聚磷腈材料與幾種高分子材料的界面作用進行相關研究。對Kevlar、尼龍6、PI及PE等四種高分子材料對聚磷腈橡膠的增強效果以及它們的界面作用進行了研究。從上述幾種纖維材料在聚磷腈橡膠中的拔出實驗對比研究發(fā)現，含酰胺基團的Kevlar纖維與PDAP、PDFP之間的平均剝離力分別約為18N和22N;含酰胺基團的尼龍6纖維與PDAP、PDFP之間的平均剝離力分別約為14N和18N;而不含酰胺基團的碳纖維和PI與兩種磷腈之間的剝

3、離力分別只有10～11N和5～6N。根據試驗結果，Kevlar纖維與聚磷腈基體之間的界面剪切強度最大。微觀SEM圖可以看出，Kevlar纖維纏繞團結在界面斷裂縫處，表面附著有聚磷腈彈性體材料，即聚磷腈與Kevlar纖維的界面作用現象明顯，而PI纖維與碳纖維表面相對光滑，未見顯著的聚磷腈彈性體附著，與兩種磷腈在界面的相互作用力較弱。
　　3.將聚磷腈彈性體與Kevlar薄膜、尼龍6薄膜、PI薄膜和PE薄膜進行復合并剝離后，發(fā)現含有酰

4、胺基團的Kevlar薄膜和尼龍6薄膜表面明顯粘附了聚磷腈彈性體材料:通過紅外光譜的研究發(fā)現，其在1250cm-1處的P=N伸縮振動峰，并且發(fā)生了“紅移”現象，認為極有可能是其酰胺基團與聚磷腈主鏈之間存在氫鍵作用，使他們之間的界面作用力增強，進而提高了其對聚磷腈彈性體材料的增強作用。而相應的PI薄膜和PE薄膜未見明顯的聚磷腈吸附現象，紅外光譜表征亦未見相應的聚磷腈吸收峰。
　　4.采用全自動界面張力測試儀研究了Kevlar薄膜、尼龍

5、6薄膜、PI薄膜及PE薄膜與不同濃度的聚磷腈溶液間的界面張力，發(fā)現Kevlar以及尼龍6與兩種聚膦腈之間存在較強的界面作用力，其中Kevlar以及尼龍6與PDFP之間存在最佳界面作用濃度，在該濃度時兩種具有酰胺結構的纖維能與PDFP之間產生兩者各自最大的界面作用力:含有酰胺基團的Kevlar與PDFP的最強界面作用力對應的PDFP溶液最佳濃度為10mg/ml，含有酰胺基團的尼龍6與PDFP的最強界面作用力對應的PDFP溶液最佳濃度為7m

6、g/ml。而Kevlar以及尼龍6與PDAP之間未發(fā)現最佳界面作用濃度。
　　5.采用動態(tài)接觸角的粘附力測試附件對聚磷腈彈性體與Kevlar薄膜、尼龍6薄膜、PI薄膜及PE薄膜在水相的界面結合力進行了研究，結果顯示，兩種聚磷腈與含有酰胺基團的Kevlar以及尼龍6薄膜的粘附力大小相近，其中，以Kevlar與兩種聚磷腈作用力略高于尼龍6薄膜與聚磷腈的作用力，分別達到1.0g～1.2g與0.8g～1.0g;而聚酰亞胺薄膜與聚乙烯薄膜與