CN109722886A - 一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法。本发明以芳纶纤维为原料，单宁酸‑NaCl‑Tris混合溶液为改性剂，通过将芳纶纤维在单宁酸‑NaCl‑Tris溶液中浸泡，通过螯合作用将单宁酸和Na+反应，形成TA‑Na+，再通过静电力、共价键和非共价键作用，使其在芳纶纤维表面形成涂层，经过单宁酸涂覆以后，芳纶纤维与环氧树脂基体的粘结能力提高，所得到复合材料力学性能增强，本发明的原料来源丰富、制备方法简单，工艺简单，成本低，所用的试剂单宁酸‑NaCl‑Tris混合溶液为常规试剂，不需要特殊设备，因此具有工业化实施容易等特点，对环境基本无污染，在纤维复合材料方面将具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法。
背景技术
芳纶纤维是一种芳香族聚酰胺纤维，芳香苯环和酰胺键组成了芳纶纤维的分子链，然而，在纤维分子链上只有85％以上的酰胺键与苯环直接相连的聚酰胺纤维才能称之为芳香族聚酰胺纤维，即芳纶纤维，芳纶纤维是一种新型的特种纤维。
芳纶纤维复合材料是一种新型高科技特种复合材料，在复合材料中表现出优良的物理力学性：介电性能、高强度、高模量以及优越的抗冲击性能，稳定的化学性质，因此，在航空航天、汽车、船舶制造和军工装甲防护等领域具有广阔的运用前景，由于芳纶纤维的结构各向异性、非均匀性及多相结构等特点，导致材料在加工时受力不均匀易产生分层损伤，因此芳纶纤维复合材料属于典型的难加工材料。
芳纶纤维因为苯环的屏蔽效应和较高的结晶度导致酰胺键的活性不能充分展现出来，从而使纤维表面呈现化学惰性，与基体之间的粘合性能很差，要获得高性能的芳纶纤维增强复合材料，就需要对芳纶纤维进行表面改性，芳纶纤维表面改性的方法很多，主要可以分为三大类，分别为物理改性、化学改性、表面涂层处理。
(1)物理改性：
物理改性是指通过高能射线、超声处理和等离子体处理等方法处理纤维表面，增加纤维表面的粗糙度，在纤维表面引入活性基团，或者提高处理溶液对纤维的浸渍性，从而提高纤维与基体之间的相互作用，增加界面粘合性能。
(2)化学改性：
纤维的化学改性是指不同的化学试剂与纤维表面基团发生化学反应，对纤维表面进行刻蚀或者引入活性基团，以增加纤维的表面粗糙度或活性基团的数量，从而改善复合材料的界面性能，提高纤维与基体材料之间的相互作用，对于芳纶纤维，其分子链上只有苯环和酰胺键两种基团，能够发生化学反应的也只有这两种基团，可以发生的化学反应包括硝化反应、氯磺化反应、金属化反应和溴化反应等。
(3)表面涂层处理：
表面涂层液处理主要针对于芳纶纤维与橡胶基体之间的粘合，纤维所使用的表面涂层液主要分为两种，一种是20世纪30年代开发出来的间苯二酚一甲醛一胶乳(RFL)浸渍体系，另一种就是根据RFL浸渍液开发出的各种胶黏剂体系。
但是现有的三种改性方法在制备的过程中需要使用特殊设备进行制备，制备的成本较高、工业实施方式复杂、试剂使用特殊且制备出来的改性芳纶纤维亲水性差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，具备制备的成本较低、工业实施方式简单、试剂使用为常规试剂且制备出来的改性芳纶纤维亲水性较好等优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.06-0.208g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.1-0.8g单宁酸和3-7gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中3-24h后，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化24-72h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
优选的，所述NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面。
优选的，所述单宁酸粘附在芳纶纤维表面。
与现有技术相比，本发明提供了一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，具备以下有益效果：
1、本发明制备的改性芳纶纤维工艺简单，成本低，所用的试剂单宁酸-NaCl-Tris混合溶液为常规试剂，不需要特殊设备，因此具有工业化实施容易等特点，对环境基本无污染。
2、本发明中单宁酸粘附在芳纶纤维表面，使芳纶纤维表面存在大量活性基团酚羟基并增加了芳纶纤维表面粗糙度，将该纤维与环氧树脂等基体进行复合，从而得到改性的芳纶纤维与树脂复合材料，能够有效提高芳纶纤维和树脂或橡胶之间的粘结能力。
3、本发明中单宁酸具有广泛的应用，比如涂层、吸附和抗菌材料，以及纳米材料，单宁酸也能够在室温条件下，三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲中自发的形成涂层，并且因单宁酸的结构中有大量的苯酚结构单元，其涂层可以极大的提高改性材料表面的亲水性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.121g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.4g单宁酸和3gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH＝8.5值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中3h后，NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面，单宁酸粘附在芳纶纤维表面，在此过程中单宁酸溶液会由棕黄色变为墨绿色，而芳纶纤维会由白色变为淡黄色，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化24h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
实施例二：
一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.121g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.4g单宁酸和3gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH＝7值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中6h后，NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面，单宁酸粘附在芳纶纤维表面，在此过程中单宁酸溶液会由棕黄色变为墨绿色，而芳纶纤维会由白色变为淡黄色，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化36h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
实施例三：
一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.121g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.2g单宁酸和3gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH＝5值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中9h后，NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面，单宁酸粘附在芳纶纤维表面，在此过程中单宁酸溶液会由棕黄色变为墨绿色，而芳纶纤维会由白色变为淡黄色，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化48h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
实施例四：
一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.121g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.2g单宁酸和3gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH＝3值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中15h后，NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面，单宁酸粘附在芳纶纤维表面，在此过程中单宁酸溶液会由棕黄色变为墨绿色，而芳纶纤维会由白色变为淡黄色，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化54h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
实施例五：
一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.121g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.1g单宁酸和3gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH＝3值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中24h后，NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面，单宁酸粘附在芳纶纤维表面，在此过程中单宁酸溶液会由棕黄色变为墨绿色，而芳纶纤维会由白色变为淡黄色，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化72h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
相对于现有的改性芳纶纤维制备方法来说，本发明提出改性芳纶纤维新型的制备方法：一种单宁酸改性芳纶纤维的方法，即将芳纶纤维浸入单宁酸-NaCl-Tris溶液中，单宁酸和金属Na+发生络合作用，然后通过共价键或非共价键作用，TA-Na+牢牢吸附在芳纶纤维表面，单宁酸作为近年来发展起来的新型改性剂，它是一种水溶性和高分子量的自然植物多酚，广泛存在于草本和木本植物中，其化学结构类似于超支化芳香族聚合物，具有丰富的酚羟基反应基团，由于这种特殊的结构，单宁酸具有广泛的应用，比如涂层、吸附和抗菌材料，以及纳米材料，单宁酸也能够在室温条件下，三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲中自发的形成涂层，并且因单宁酸的结构中有大量的苯酚结构单元，其涂层可以极大的提高改性材料表面的亲水性。
本发明的有益效果是：本发明制备的改性芳纶纤维工艺简单，成本低，所用的试剂单宁酸-NaCl-Tris混合溶液为常规试剂，不需要特殊设备，因此具有工业化实施容易等特点，对环境基本无污染。
本发明中单宁酸粘附在芳纶纤维表面，使芳纶纤维表面存在大量活性基团酚羟基并增加了芳纶纤维表面粗糙度，将该纤维与环氧树脂等基体进行复合，从而得到改性的芳纶纤维与树脂复合材料，能够有效提高芳纶纤维和树脂或橡胶之间的粘结能力。
本发明中单宁酸具有广泛的应用，比如涂层、吸附和抗菌材料，以及纳米材料，单宁酸也能够在室温条件下，三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲中自发的形成涂层，并且因单宁酸的结构中有大量的苯酚结构单元，其涂层可以极大的提高改性材料表面的亲水性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)芳纶纤维的清洗：
将芳纶纤维于乙醇中浸泡一段时间，去除纤维表面残留的有机溶剂，然后取出烘干，烘干后将芳纶纤维从烘干机中取出备用；
2)改性剂的制备：
称取0.06-0.208g的Tris溶于200m1水中，随后称取0.1-0.8g单宁酸和3-7gNaCl，溶于上述Tris溶液中并搅拌，调节溶液pH值，制成单宁酸-NaCl-Tris混合溶液的改性剂，备用；
3)单宁酸的沉积：
将芳纶纤维浸入改性剂溶液中3-24h后，将芳纶纤维取出烘干，制得单宁酸改性后的芳纶纤维，备用；
4)芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料的制备：
将芳纶纤维单丝穿过柱形模具中，再向模具中注入树脂或橡胶体系，在室温下固化24-72h后脱模，得到芳纶纤维/树脂(橡胶)复合材料，制备完成。
2.根据权利要求1所述的一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，其特征在于，所述NaCl内部的金属Na+和单宁酸在Tris溶液中发生络合作用通过共价键或非共价键作用粘附于芳纶纤维的表面。
3.根据权利要求1所述的一种单宁酸改性芳纶纤维及其复合材料的制备方法，其特征在于，所述单宁酸粘附在芳纶纤维表面。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113445327A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-28 | 安徽弋尚纺织科技有限公司 | 一种防划耐磨纤维布的生产工艺 |
| CN114232135A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-03-25 | 郑州中远氨纶工程技术有限公司 | 一种耐洗涤海藻纤维及其制备方法 |
| CN114411417A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-04-29 | 郑州中远氨纶工程技术有限公司 | 一种耐洗涤海藻纤维及其制备方法 |
| CN115073774A (zh) * | 2021-03-12 | 2022-09-20 | 南雄中科院孵化器运营有限公司 | 一种芳纶增强pva水凝胶的制备方法及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108330692A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-27 | 天津工业大学 | 一种超高分子量聚乙烯纤维分步改性及其复合材料制备方法 |
| CN108395675A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-14 | 天津工业大学 | 一种单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料制备方法 |
| CN108951140A (zh) * | 2017-05-18 | 2018-12-07 | 北京化工大学 | 一种纤维的表面修饰方法 |
-
2018
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108951140A (zh) * | 2017-05-18 | 2018-12-07 | 北京化工大学 | 一种纤维的表面修饰方法 |
| CN108330692A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-27 | 天津工业大学 | 一种超高分子量聚乙烯纤维分步改性及其复合材料制备方法 |
| CN108395675A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-14 | 天津工业大学 | 一种单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115073774A (zh) * | 2021-03-12 | 2022-09-20 | 南雄中科院孵化器运营有限公司 | 一种芳纶增强pva水凝胶的制备方法及其应用 |
| CN115073774B (zh) * | 2021-03-12 | 2023-08-08 | 国科广化精细化工孵化器(南雄)有限公司 | 一种芳纶增强pva水凝胶的制备方法及其应用 |
| CN113445327A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-28 | 安徽弋尚纺织科技有限公司 | 一种防划耐磨纤维布的生产工艺 |
| CN114232135A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-03-25 | 郑州中远氨纶工程技术有限公司 | 一种耐洗涤海藻纤维及其制备方法 |
| CN114411417A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-04-29 | 郑州中远氨纶工程技术有限公司 | 一种耐洗涤海藻纤维及其制备方法 |
| CN114232135B (zh) * | 2022-01-28 | 2024-01-26 | 郑州中远氨纶工程技术有限公司 | 一种耐洗涤海藻纤维及其制备方法 |
| CN114411417B (zh) * | 2022-01-28 | 2024-01-30 | 郑州中远氨纶工程技术有限公司 | 一种耐洗涤海藻纤维及其制备方法 |
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