CN109505131B - 一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法 - Google Patents

一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109505131B
CN109505131B CN201811443946.XA CN201811443946A CN109505131B CN 109505131 B CN109505131 B CN 109505131B CN 201811443946 A CN201811443946 A CN 201811443946A CN 109505131 B CN109505131 B CN 109505131B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aramid fiber
self
repairing
polyurethane
optical cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811443946.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109505131A (zh
Inventor
夏道友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongling Mudong Communication Cable Co ltd
Original Assignee
Tongling Mudong Communication Cable Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongling Mudong Communication Cable Co ltd filed Critical Tongling Mudong Communication Cable Co ltd
Priority to CN201811443946.XA priority Critical patent/CN109505131B/zh
Publication of CN109505131A publication Critical patent/CN109505131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109505131B publication Critical patent/CN109505131B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/80—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with boron or compounds thereof, e.g. borides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
    • D06M15/572—Reaction products of isocyanates with polyesters or polyesteramides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/443—Protective covering
    • G02B6/4432—Protective covering with fibre reinforcements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/34—Polyamides
    • D06M2101/36—Aromatic polyamides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光缆用自修复芳纶加强芯，包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片；本发明还公开了光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，包括如下步骤：a、沉积聚多巴胺层、b、涂覆聚氨酯层、c、固化成型。本发明在芳纶基体表面依次设置了聚多巴胺层和聚氨酯层，通过两层功能性材料配合，增强了芳纶加强芯的自我修复性能，提高了光缆加强芯的力学性能和使用寿命。

Description

一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及光缆及光缆材料技术领域，尤其涉及一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法。
背景技术
芳纶纤维以其具有的低密度、良好的断裂强度、高绝缘、高阻燃和高模量等优点能够作为增强体在许多领域中得到应用。但是芳纶纤维虽然有很多优异的力学、化学性能，但是它表面分子链排列取向度高并且有很高的结晶度，还有苯环的大位阻作用使得酰胺基团上的氢很难与其他原子反应。另外，芳纶纤维表面光滑，缺乏能够以共价键或氢键的形式与聚合物复合材料相互啮合作用的活性功能基团，都导致了芳纶纤维浸润性差，与其他材料制造的复合材料的界面粘结性差，层间剪切强度小，严重降低了芳纶复合材料的性能。芳纶纤维作为电缆加强芯在实际使用过程中极易受到机械变形导致材料损伤，因此，提供一种具有自修复性能的芳纶加强芯有利于延长电缆的使用寿命，提高电缆的综合性能。
发明内容
本发明提出了一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法，在芳纶基体表面依次设置了聚多巴胺层和聚氨酯层，通过两层功能性材料配合，增强了芳纶加强芯的自我修复性能，提高了光缆加强芯的力学性能和使用寿命。
本发明提出的一种光缆用自修复芳纶加强芯，包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片。
优选地，氮化硼纳米片在聚氨酯层中的含量为5-15wt％。
优选地，聚氨酯层的厚度为0.5-3mm。
优选地，聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比1.8-2.2：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至70-80℃反应2-3h，降温至0-5℃；滴加糠胺反应1-2h，升温至30-40℃，继续反应3-4h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至50-70℃反应15-20h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯。
优选地，步骤S1中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：0.8-1。
优选地，步骤S1中，糠胺和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1。
优选地，步骤S1中，含呋喃端基中间体与N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1-1.2：1。
优选地，步骤S2中，含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2-2.2。
优选地，聚多巴胺层由多巴胺在芳纶基体表面氧化自聚合沉积得到。
一种光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，包括如下步骤：
a、沉积聚多巴胺层：将多巴胺盐酸盐和Tris-HCl缓冲溶液加水混合得到多巴胺溶液，将芳纶基体置于到多巴胺溶液中浸泽，浸泽温度为25-30℃，真空预干燥；
b、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、氮化硼纳米片、固化剂混合均匀得到涂胶液，在步骤S1预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；
c、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至100-120℃热固化。
优选地，步骤a中，多巴胺溶液的pH值为8-9，多巴胺溶液中多巴胺盐酸盐的浓度为3-5g/L。
优选地，步骤a中，浸泽时间为15-25h。
优选地，步骤a中，在35-40℃下真空预干燥30-60min。
优选地，步骤a中，芳纶基体在浸泽多巴胺溶液前进行预处理，具体操作为：将芳纶基体用丙酮抽提，然后在30-40℃真空干燥6-7h。
本发明中，芳纶基体预处理的目的是除去芳纶纤维表面的上浆剂。
优选地，步骤b中，固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯和/或过氧化二苯甲酰，固化剂的用量为聚氨酯的0.5-2wt％。
优选地，步骤b中，氮化硼纳米片用量为涂胶液的5-15wt％。
优选地，步骤c中，热固化时间为5-10min。
本发明在芳纶基体表面依次设置了聚多巴胺层和聚氨酯层，其中，聚多巴胺层由多巴胺在芳纶基体表面氧化自聚合沉积得到，不仅与芳纶基体具有很好的结合力，而且由于聚合沉积过程中不会破坏芳纶纤维的力学强度，更好地保持了芳纶纤维作为加强芯材料的力学性能；同时因芳纶表面光滑缺乏活性基团与聚合物材料结合性能较差，而表面沉积的聚多巴胺具有很好的粘黏性，且含有亚氨基和羟基等活性基团易于聚氨酯结合作用，从而大幅提高了具有自修复功能的聚氨酯层与芳纶纤维的结合力，增强芳纶加强芯的综合性能。聚氨酯层以自修复型聚氨酯为基料，以二苯基甲烷二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和糠胺进行预聚反应得到含有呋喃基中间体，然后以N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺作为扩链剂，与中间体中的呋喃基进行DA反应得到具有自修复性能的聚氨酯，当芳纶加强芯受到外力破坏产生裂缝时，由于DA键的热可逆性使得受损裂痕顺利自我修复，从而提高了芳纶加强芯的抗机械变形性能和弯曲韧性，在聚氨酯层中掺杂氮化硼纳米片，一方面氮化硼纳米片具有很好的力学性能和热稳定性，增强了聚氨酯层的力学性能，同时有效避免了芳纶受损时老化、腐蚀，另一方面，掺杂氮化硼纳米片掺杂在聚氨酯中与聚多巴胺经固化处理，聚多巴胺中含有的亚氨基与氮化硼中缺电子的硼原子键合进一步提高了聚多巴胺层和聚氨酯层的结合性能，同时聚多巴胺和氮化硼的化学键合作用促进了自我修复，进一步加快了受损分子的重建；控制氮化硼纳米片在聚氨酯层含量和聚氨酯层的厚度，从而保证氮化硼纳米片在聚氨酯层的均匀分散，更有效实现芳纶纤维基材和聚多巴胺层、聚氨酯层的复合性能，提高加强芯综合性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种光缆用自修复芳纶加强芯，包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片；氮化硼纳米片在聚氨酯层中的含量为5wt％；聚氨酯层的厚度为0.5mm；
聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：
S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比1.8：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至70℃反应3h，降温至0℃；滴加糠胺反应2h，升温至30℃，继续反应4h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：0.8；糠胺和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至50℃反应20h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯；其中，含呋喃端基中间体与N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1：1；含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2；
所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，包括如下步骤：
a、沉积聚多巴胺层：将多巴胺盐酸盐和Tris-HCl缓冲溶液加水混合得到多巴胺溶液，将芳纶基体置于到多巴胺溶液中浸泽15h，浸泽温度为30℃，在35℃下真空预干燥60min；
b、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、氮化硼纳米片、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀得到涂胶液，在步骤S1预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；其中，过氧化苯甲酸叔丁酯用量为聚氨酯的0.5wt％；氮化硼纳米片用量为涂胶液的5wt％；
c、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至100℃热固化10min。
实施例2
一种光缆用自修复芳纶加强芯，包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片；氮化硼纳米片在聚氨酯层中的含量为15wt％；聚氨酯层的厚度为3mm；
聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：
S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比2.2：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至80℃反应2h，降温至5℃；滴加糠胺反应1h，升温至40℃，继续反应3h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：1；糠胺和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至50℃反应20h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯；其中，含呋喃端基中间体与N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1.2：1；含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2.2；
所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，包括如下步骤：
a、沉积聚多巴胺层：将多巴胺盐酸盐和Tris-HCl缓冲溶液加水混合得到多巴胺溶液，将芳纶基体置于到多巴胺溶液中浸泽25h，浸泽温度为25℃，在40℃下真空预干燥30min；
b、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、氮化硼纳米片、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀得到涂胶液，在步骤S1预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；其中，过氧化苯甲酸叔丁酯用量为聚氨酯的2wt％；氮化硼纳米片用量为涂胶液的15wt％；
c、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至120℃热固化5min。
实施例3
一种光缆用自修复芳纶加强芯，包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片；氮化硼纳米片在聚氨酯层中的含量为10wt％；聚氨酯层的厚度为2mm；
聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：
S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比2：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至75℃反应2.5h，降温至3℃；滴加糠胺反应1.5h，升温至35℃，继续反应3.5h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：0.9；糠胺和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至60℃反应18h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯；其中，含呋喃端基中间体与N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1.1：1；含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2.1；
所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，包括如下步骤：
a、沉积聚多巴胺层：将多巴胺盐酸盐和Tris-HCl缓冲溶液加水混合得到多巴胺溶液，将芳纶基体置于到多巴胺溶液中浸泽20h，浸泽温度为25℃，在38℃下真空预干燥45min；
b、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、氮化硼纳米片、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀得到涂胶液，在步骤S1预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；其中，过氧化苯甲酸叔丁酯用量为聚氨酯的1wt％；氮化硼纳米片用量为涂胶液的10wt％；
c、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至110℃热固化8min。
对照例1
一种光缆用加强芯，包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；聚氨酯层的厚度为2mm；
聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：
S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比2：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至75℃反应2.5h，降温至3℃；滴加糠胺反应1.5h，升温至35℃，继续反应3.5h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：0.9；糠胺和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至60℃反应18h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯；其中，含呋喃端基中间体与N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1.1：1；含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2.1；
所述的光缆用加强芯的制备方法，包括如下步骤：
a、沉积聚多巴胺层：将多巴胺盐酸盐和Tris-HCl缓冲溶液加水混合得到多巴胺溶液，将芳纶基体置于到多巴胺溶液中浸泽20h，浸泽温度为25℃，在38℃下真空预干燥45min；
b、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀得到涂胶液，在步骤S1预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；其中，过氧化苯甲酸叔丁酯用量为聚氨酯的1wt％；
c、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至110℃热固化8min。
对照例2
一种光缆用强芯，包括芳纶基体以及涂覆在芳纶基体表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片；氮化硼纳米片在聚氨酯层中的含量为10wt％；聚氨酯层的厚度为2mm；
聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：
S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比2：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至75℃反应2.5h，降温至3℃；滴加糠胺反应1.5h，升温至35℃，继续反应3.5h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：0.9；糠胺和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至60℃反应18h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯；其中，含呋喃端基中间体与N,N’-(亚甲基-4,4’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1.1：1；含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2.1；
所述光缆用加强芯的制备方法，包括如下步骤：
a、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、氮化硼纳米片、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀得到涂胶液，在步骤S1预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；其中，过氧化苯甲酸叔丁酯用量为聚氨酯的1wt％；氮化硼纳米片用量为涂胶液的10wt％；
b、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至110℃热固化8min。
本发明实施例1-3所得光缆用自修复芳纶加强芯的杨氏模量、断裂伸长率、断裂应力性能数据如下表所示：
实施例 断裂伸长率/％ 拉伸强度/Mpa 杨氏模量/Mpa
实施例1 5.8 1890 47
实施例2 6.3 1850 45
实施例3 6.8 1930 50
进一步地，将实施例1-3所得光缆用自修复芳纶加强芯和对照例1-2所得光缆用加强芯进行自修复性能测试，具体操作为：用刀片在样品表面划出裂缝，裂缝长度为10cm，宽度大于500μm，并置于50℃(30min)和80℃(30min)进行修复，通过将修复后材料具有的杨氏模量、断裂伸长率、断裂应力与原来材料的性能数据进行比较计算修复率。
Figure BDA0001885291850000101
从上述测试数据可以看出，本发明中芳纶基体表面设置了聚多巴胺层，不仅与芳纶基体具有很好的结合力，而且由于聚合沉积过程中不会破坏芳纶纤维的力学强度，很好地保持了芳纶纤维作为加强芯材料的力学性能，聚氨酯层具有很好的自修复性能，同时因芳纶表面光滑缺乏活性基团与聚合物材料结合性能较差，而表面沉积的聚多巴胺具有很好的粘黏性，且含有亚氨基和羟基等活性基团易于聚氨酯结合作用，从而大幅提高了具有自修复功能的聚氨酯层与芳纶纤维的结合力，增强芳纶加强芯的综合性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，其特征在于，自修复芳纶加强芯包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层；所述聚氨酯层中掺杂有氮化硼纳米片；所述氮化硼纳米片在聚氨酯层中的含量为5-15wt%；所述聚氨酯层的厚度为0.5-3mm；
所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法包括以下步骤：
a、沉积聚多巴胺层：将多巴胺盐酸盐和Tris-HCl缓冲溶液加水混合得到多巴胺溶液，将芳纶基体置于到多巴胺溶液中浸渍，浸渍温度为25-30℃，真空预干燥；
b、涂覆聚氨酯层：将聚氨酯、氮化硼纳米片、固化剂混合均匀得到涂胶液，在步骤a预干燥后得到的芳纶基体表面涂覆涂胶液；
c、固化成型：采用预热成型孔进行成型处理，升温至100-120℃热固化；
所述聚氨酯层中聚氨酯为自修复型聚氨酯，自修复型聚氨酯制备过程包括：
S1、将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩尔比1.8-2.2：1混合，加入DMF溶解，在氮气氛围中升温至70-80℃反应2-3h，降温至0-5℃；滴加糠胺反应1-2h，升温至30-40℃，继续反应3-4h，沉淀过滤得到含呋喃端基中间体；
S2、将含呋喃端基中间体溶解于DMF中，加入N,Ｎ’-(亚甲基-４,４’-二苯基)双马来酰亚胺，在氮气氛围中升温至50-70℃反应15-20h，冷却至室温得到自修复型聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，其特征在于，步骤S1中，二苯基甲烷二异氰酸酯和DMF的摩尔体积比mmol：ml为1.5：0.8-1。
3.根据权利要求1所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，其特征在于，步骤S2中，含呋喃端基中间体与N,Ｎ’-(亚甲基-４,４’-二苯基)双马来酰亚胺的摩尔比为1-1.2：1；含呋喃端基中间体与DMF的摩尔体积比mmol：ml为1：2-2.2。
4.根据权利要求1所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，其特征在于，步骤a中，浸渍时间为15-25h。
5.根据权利要求1所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，其特征在于，步骤b中，固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯和/或过氧化二苯甲酰，固化剂的用量为聚氨酯的0.5-2wt%。
6.根据权利要求1所述的光缆用自修复芳纶加强芯的制备方法，其特征在于，步骤c中，热固化时间为5-10min。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的光缆用自修复芳纶加强芯。
CN201811443946.XA 2018-11-29 2018-11-29 一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法 Active CN109505131B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811443946.XA CN109505131B (zh) 2018-11-29 2018-11-29 一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811443946.XA CN109505131B (zh) 2018-11-29 2018-11-29 一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109505131A CN109505131A (zh) 2019-03-22
CN109505131B true CN109505131B (zh) 2021-10-08

Family

ID=65751297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811443946.XA Active CN109505131B (zh) 2018-11-29 2018-11-29 一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109505131B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112142991B (zh) * 2020-09-28 2022-03-15 厦门大学 一种自修复可回收环氧树脂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105038220A (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 南通和泰通讯器材有限公司 一种高韧性芳纶复合材料光纤增强芯及其制备方法
CN105887469A (zh) * 2014-09-30 2016-08-24 天津科技大学 一种纤维表面复合纳米粒子的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105887469A (zh) * 2014-09-30 2016-08-24 天津科技大学 一种纤维表面复合纳米粒子的方法
CN105038220A (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 南通和泰通讯器材有限公司 一种高韧性芳纶复合材料光纤增强芯及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"基于热可逆Diels-Alder反应的自修复线型聚氨酯的研究";刘璇璇;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20130616(第07期);第B016-73页 *
"多巴胺改性芳纶纤维及其复合材料界面性能研究";董庆亮;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20150215(第02期);第B016-301页 *
"高导热氮化硼纳米片的模板法制备及应用研究";耿仁杰;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20181015(第10期);第B020-190页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109505131A (zh) 2019-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101358385B (zh) 一种改性聚苯并双噁唑纤维及其制备方法
EP2591037B1 (en) Cross-linkable thermoplastic polyurethanes
CN112375197B (zh) 一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用
CN109486457B (zh) 一种耐高温高粘高强高韧层间粘结材料及制备方法
CN109294215B (zh) 一种聚氨酯树脂组合料及用途和一种高强度高模量聚氨酯材料
CN109505131B (zh) 一种光缆用自修复芳纶加强芯及其制备方法
WO2024036677A1 (zh) 一种仿生环境适应性自修复涂层及其制备方法与应用
CN112194900A (zh) 一种复合裙整体成型用硅橡胶模具及其制备方法
CN111574719A (zh) 热塑性环氧树脂及其应用和碳纤维用表面改性剂
CN114773571A (zh) 一种金属配位聚氨酯复合材料及其制备方法和应用
CN117757030A (zh) 基于动态二硫键水性聚氨酯导热自修复材料的制备方法
CN110591254B (zh) 一种增强型氟橡胶23及其制备方法
CN101948664A (zh) 用于复合材料的粘合剂添加剂
CN109096505B (zh) 一种多羧基聚氨酯接枝提高复合材料界面性能的方法
CN111116870A (zh) 一种潜伏性树脂组合物、预浸料及环氧复合材料
CN110922884A (zh) 聚氨酯型喷涂弹性体及其制备方法
TW201132664A (en) Polyurethane compositions for composite structures
CN109518466B (zh) 一种光缆加强芯及其制备方法
CN111662561B (zh) 一种阻燃、可重复加工型木塑复合材料的制备方法
CN114574161A (zh) 一种用于刹车片的摩擦材料
US20010031838A1 (en) Polyurethane resins
CN108068176B (zh) 一种耐高温聚碳酸酯型水性聚氨酯基胶合板的制备方法
CN117070181B (zh) 一种刨花板用环保型水性双组份聚氨酯粘合剂及制备方法
CN115181230B (zh) 一种嵌段共聚聚氨酯弹性体的制备方法
CN117265879A (zh) 一种高性能多功能碳纤维上浆剂的制备方法及产品和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A self repairing aramid reinforced core for optical cables and its preparation method

Effective date of registration: 20230620

Granted publication date: 20211008

Pledgee: Tongling Wanjiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: TONGLING MUDONG COMMUNICATION CABLE CO.,LTD.

Registration number: Y2023980044932