一种界面性优良的PBO表面改性纤维的制备方法与

本发明属于pbo表面改性纤维，具体涉及一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法。背景技术：1、pbo纤维作为21世纪超性能纤维，具有十分优异的物理机械性能和化学性能，其强力、模量为kevlar(凯夫拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，而且物理化学性能完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的kevlar纤维。2、但是pbo纤维表面惰性导致其无法直接应用在复合材料中，常见的纤维表面改性有聚合分子链接枝改性和等离子体表面改性等等，等离子体表面改性具有一定的时效性，聚合分子链接枝改性会导致纤维强度的机械性能下降，为此我们提出一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，包括如下步骤：3、a、pvc反应到pbo纤维表面：4、将pbo纤维通过丙酮溶液清洗表面再烘干备用，接着将烘干后的pbo纤维放入预先配置好的硅烷偶联剂溶液中反应一段时间，再与含有pvc的丙酮溶液反应2-3h，然后将pvc反应后的pbo纤维烘干备用，烘干温度为60-80℃；5、b、pbo纤维表面反应：6、将pvc反应后烘干的pbo纤维放入戊二醛溶液中反应，使pbo纤维表面的pvc与戊二醛反应成交联网络状，获得pbo表面交联网络纤维，再将pbo表面交联网络纤维浸渍在丙酮溶液中，使pbo表面交联网络纤维的pvc交联网络溶胀，获得pbo表面交联网络溶胀纤维；7、c、环氧树脂乳液浸渍：8、再将pbo表面交联网络溶胀纤维放入环氧树脂乳液中浸渍一段时间，使环氧树脂乳液液滴均匀充分的进入pbo表面交联网络溶胀纤维的pvc溶胀交联网络中，获得环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维；9、d、制备pbo表面改性纤维：10、再将环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维放入戊二醛溶液中进行二次反应，再用丙酮溶液充分清洗，烘干获得pbo表面改性纤维。11、优选的，在步骤a中，丙酮溶液清洗时间为30-40min。12、优选的，在步骤a中，硅烷偶联剂溶液为水溶性的kh-550或kh560；13、硅烷偶联剂溶液的质量浓度为3-10%；14、pbo纤维在硅烷偶联剂溶液中反应时间为1-2h。15、优选的，在步骤a中，含有pvc的丙酮溶液中的pvc质量浓度为15-30%，其中pvc的相对分子质量小于1000。16、优选的，在步骤b中，pbo纤维在戊二醛溶液中反应时间为10-30min，反应温度为0-25℃；17、其中pbo纤维和戊二醛溶液的质量比为100:2-5。18、优选的，在步骤b中，pbo表面交联网络纤维浸渍在丙酮溶液中的时间为10-30min。19、优选的，在步骤c中，pbo表面交联网络溶胀纤维在环氧树脂乳液中浸渍时间为2-3h，浸渍温度为20-30℃。20、优选的，在步骤d中，环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维在戊二醛溶液中的二次反应时间为1-3h，反应温度为0-25℃；21、其中，环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维和戊二醛溶液的质量比为10:1-5。22、优选的，在步骤d中，二次反应后的环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维使用丙酮溶液清洗的次数为2-3次。23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：24、本发明采用将pvc反应到pbo纤维表面，通过戊二醛溶液分两次与pbo纤维表面的pvc进行反应，两次反应的作用不同：第一次采用pbo纤维和戊二醛溶液的质量比为100:2-5的少量戊二醛溶液与分子量较低的pvc发生交联反应，使得pbo纤维表面的pvc成为交联网络体；第二次采用环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维和戊二醛溶液的质量比为10:1-5的大量戊二醛溶液充分浸渍，是为了使得交联反应更加充分的进行，反应形成更多的交联点，在宏观上pvc交联网络体结构会收缩，这样将环氧树脂乳液液滴“锁在了pvc交联网络体结构中”，根据相似的相溶原理，该pbo表面改性纤维再和环氧树脂复合时，高温和高压会使乳液液滴破乳，从而释放出液体环氧树脂小分子，这样环氧树脂在固化剂的作用下也发生固化交联反应，这样pbo表面改性纤维的界面就是一个pvc交联网和环氧树脂交联网再相互交错贯穿对方的结构，且各自交联网在基体或pbo纤维层都有坚固的锚点，提高pbo表面改性纤维的界面性能。技术特征：1.一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤a中，丙酮溶液清洗时间为30-40min。3.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤a中，硅烷偶联剂溶液为水溶性的kh-550或kh560；4.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤a中，含有pvc的丙酮溶液中的pvc质量浓度为15-30%，其中pvc的相对分子质量小于1000。5.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤b中，pbo纤维在戊二醛溶液中反应时间为10-30min，反应温度为0-25℃；6.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤b中，pbo表面交联网络纤维浸渍在丙酮溶液中的时间为10-30min。7.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤c中，pbo表面交联网络溶胀纤维在环氧树脂乳液中浸渍时间为2-3h，浸渍温度为20-30℃。8.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤d中，环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维在戊二醛溶液中的二次反应时间为1-3h，反应温度为0-25℃；9.根据权利要求1所述的一种界面性优良的pbo表面改性纤维的制备方法，其特征在于：在步骤d中，二次反应后的环氧树脂pbo表面交联网络溶胀纤维使用丙酮溶液清洗的次数为2-3次。技术总结本发明公开了一种界面性优良的PBO表面改性纤维的制备方法，包括如下步骤：PVC反应到PBO纤维表面；PBO纤维表面反应；环氧树脂乳液浸渍；制备PBO表面改性纤维，本发明采用将PVC反应到PBO纤维表面，通过戊二醛溶液分两次与PBO纤维表面的PVC进行反应，使得PBO纤维表面的PVC反应形成更多的交联点，将环氧树脂乳液液滴锁在PVC交联网络体结构中，PBO表面改性纤维再和环氧树脂复合时，高温和高压会使乳液液滴破乳，释放出液体环氧树脂小分子，环氧树脂在固化剂的作用下发生固化交联反应，PBO表面改性纤维的界面是一个PVC交联网和环氧树脂交联网再相互交错贯穿的结构，提高PBO表面改性纤维的界面性能。技术研发人员：郭旭,孙攀受保护的技术使用者：江苏亨博复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27