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对位芳纶的仿生修饰与金属化(二等奖).docVIP

对位芳纶的仿生修饰与金属化(二等奖).doc

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(序号:114)

北京化工大学

第九届“萌芽杯”参赛作品—A类

作品名称:对位芳纶的仿生修饰及金属化

类别:实验类

指导教师:张立群

负责人:武文杰

联系方式:

2013年06月

团队成员及指导老师介绍

指导老师介绍:

姓名

张立群

所属学院

材料科学与工程学院

职称

教授

研究方向

弹性体

团队成员介绍:

姓名

武文杰

所属学院

材料科学与工程学院

专业

高分子材料与工程

班级

高材1113

姓名

宁静

所属学院

材料科学与工程学院

专业

高分子材料与工程

班级

高材1106

目录

摘要 5

关键词 5

正文 5

引言 5

TOC\o1-3\h\z\u第1章芳纶及相关概念简介 5

第1.1节对位芳纶性质 5

第1.2节表面处理方法简介 6

第1.3节金属化作用及应用背景 6

第2章芳纶常用的几种表面处理方法 6

第2.1节等离子法 6

第2.2节γ射线法 7

第2.3节硝化还原法 8

第2.4节卤磺化反应 9

第2.5节酸性条件水解 9

第3章自组装多巴胺涂层法 9

第4章实验步骤及结果 12

第4.1节实验药品及仪器 12

第4.2章实验步骤 12

第4.3章实验结果 14

第5章金属化芳纶的应用及发展 15

第5.1节金属化芳纶的应用 15

第5.2节该技术的发展前景 15

结论 16

参考文献 16

对位芳纶的仿生修饰和金属化

武文杰,宁静

摘要:

芳纶是一种具有高度取向、高度结晶的合成线型高分子材料,由于其优秀的力学性能以及耐腐蚀性,耐热性等优点,作为一种高性能材料在航空,军事,汽车等行业中有着较为广泛的应用,但是随着各行各业的发展,对材料提出了更高的要求,这也使得芳纶的表面处理和复合材料制作成为一个比较热门的课题,本文所论述的正是这类问题中的一部分-----对位芳纶的表面处理及金属化,本文通过对几种方法优缺点的对比,使得读者对各种方法有一个比较基础而简单地认识。

关键词:

对位芳纶,多巴胺,仿生修饰,金属化

引言

芳纶作为一种性能优秀的高分子人造纤维,在很多领域有着极其重要的应用,如军工,航海,航空,汽车制造等,但是由于其本身的一些固有缺陷,如导电性,抗菌性等性能的不足,于是对芳纶材料的改性变成了一个较为重要的问题,本文所讨论的就是芳纶材料的一种改性方法。

正文

第1章:芳纶及相关概念简介

第1.1节:对位芳纶的性质

图1-1:芳纶的结构

(1):由于分子中有苯环存在,所以结晶度较好

(2):由于其中酰胺键的键能较大,所以分子链强度较高

(3):分子线性较好,所以分子链之间距离较近,使得分子间作用力较强,从而使得材料具有较高的模量和强度

第1.2节:表面处理方法简介

表面处理方法中按处理结果分类可以分为活化处理和钝化处理,本文讨论晕的是对方轮的活化处理,按方法分类可以分为物理法还有化学法,对于芳纶,具体有以下方法

表1-1芳纶改性方法

化学

方法

化学刻蚀

引入官能团

表面接枝

物理

方法

紫外线

高能辐射

包括高能电子束,X-RAY,γ射线

等离子

第1.3节:金属化的作用及应用背景

金属化是表面处理的一种,就是在材料表面镀上金属,使得材料具有导电性,表面反光能力增强,使得原来具有优良力学性质的材料有更多的附加性质,可以满足许多行业的一些特殊要求,金属化以后的材料,如芳纶,玻璃珠等又可以作为优秀的基体改良剂来制造复合材料;也可以通过热处理使得基础材料分解,得到表面体积比较大的金属材料,如银等,可作为优良的催化剂使用

在国防,机械制造,航空航天等工业中由于需要对一些元件或仪器进行静电屏蔽保护,或者电磁屏蔽都需要具有导电性的且力学性质比较特殊的材料,这样的材料可以通过对高分子材料的金属化得到,

第2章:芳纶常用的几种表面活化处理的方法

有预防纶纤维表面较为光滑,且反应活性较差,所以我们在对芳纶进行金属化之前需要对其进行表面活化处理,常见的处理方法有以下几种:

第2.1节:等离子法

等离子法对芳纶表面的改性包括两部分:一:利用等离子体使芳纶表面产生产生自由基,自由基随后会发生一系列的反应,使得芳纶表面形成一系列的活性集团;二:利用等离子体对芳纶表面的刻蚀,使其表面变得粗糙,易于结合

图2-1:氮气等离子处理芳纶【1】

图2-1中可以看出,未处理芳纶纤维(a)表面光滑、平坦,而经氮气等离子体处理的纤维表面有被刻蚀的痕迹,处理3min后(b),

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