对位芳纶的仿生修饰与金属化（二等奖）.docVIP

（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）,