浸渍处理层与芳纶纤维粘合问题的研究

摘要

芳纶纤维具有高强度、高模量、尺寸稳定性好的特点，是增强橡胶制品的理想骨架材料。但芳纶纤维分子结构属苯基刚性分子，苯环对酰胺官能团上的氢原子产生屏蔽作用，使得其表面缺乏活性基团，纤维表面浸润性和可粘性极差，从而造成其与橡胶之间的粘合界面较弱。由于芳纶纤维增强橡胶复合材料的界面很复杂，国内外对该界面粘合问题的研究大多集中在浸渍层与橡胶之间的粘合上，因此本文针对已有研究中存在的不足，结合江苏省自然科学基金资助项目BK2003006“增强橡胶用芳纶纤维涂覆纱界面粘合机理及疲劳性能研究”，以浸渍处理层与芳纶纤维的界面粘合为出发点，从以下几个方面展开试验研究： 1.间苯二酚-甲醛(RF)树脂溶液反应程度与pH值关系的研究。采用pH值法，初步研究不同间苯二酚/甲醛(R/F)摩尔比、NaOH/R质量比和反应温度对RF树脂溶液pH值的影响，得出树脂的反应程度与pH值的关系，并确定RF树脂较优合成条件。研究结果表明，RF树脂溶液洲值随时间的增加而减小，达到一定时间后逐渐趋于稳定。RF树脂较优合成条件为：R/F摩尔比为1/1.8，NaOH/R质量比为4/100，反应温度为25℃，反应时间为6h。 2、间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)胶膜性能影响因素的研究。初步研究了R/F摩尔比、RF/L干重比、RFL浸渍液组分、玻璃模板处理方法、RF树脂反应时间、甲醛加入顺序对RFL胶膜成膜性能及力学性能的影响，同时对RFL胶膜老化前后的疲劳性能进行了初略观察。研究结果表明，R/F摩尔比、RF/L干重比、RFL浸渍液组分对RFL胶膜的成膜性能及力学性能均有较大的影响；RFL成膜模板处理方法对RFL胶膜的力学性能影响不大，但对胶膜的表面分布均匀性产生一定的影响；RF树脂反应时间、甲醛加入顺序对RFL的表面分布性影响不大，但对胶膜的力学性能产生较大的影响；RFL胶膜在空气中暴露一段时间后，胶膜的表面性能及力学性能均下降。研究结果表明RFL胶膜综合性能较好的成型条件为：R/F摩尔比为1/1.8，RF/L干重比为18/100，L选用丁吡胶乳，NaOH/R质量比为4/100，反应温度为25℃。 3、浸渍液处理层与芳纶纤维的粘合机理的初步探讨。设计不同的浸渍配方及浸渍工艺对芳纶纤维进行表面改性，研究浸渍配方对芳纶纤维性能产生的影响，并对比二浴法和三浴法对芳纶纤维力学性能的影响。同时通过扫描电镜(SEM)，观察芳纶纤维浸胶前后的断裂形貌。最后，通过ESCA技术对浸胶前后芳纶纤维的表面元素进行分析，采用SEM观察芳纶帘子线的表面形貌，结合两者，对浸渍液处理层与芳纶纤维的粘合机理进行了初步探讨。研究结果表明，三浴法具有更好的硬化效果，同时其与橡胶的粘合强度也大大高于二浴法浸渍处理的线绳，而且浸渍处理层与芳纶纤维之间发生了化学作用。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章试验研究概况

第三章间苯二酚-甲醛树脂反应程度的研究

第四章间苯二酚—甲醛—胶乳成膜性能的研究

第五章浸渍配方及工艺对芳纶纤维性能影响的研究

第六章处理层与芳纶纤维界面粘合机理的初步探讨

第七章全文结论与研究展望

参考文献

致谢