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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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