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芳纶纤维具有优异的热稳定性、低密度性、绝缘性,而且具有高强度、高模量以及耐化学腐蚀、耐疲劳等优良的性能,芳纶纤维已经被广泛地作为增强材料应用于增强聚合物产品,例如橡胶制品、绳索与电缆、垫片等。芳纶纤维在增强聚合物材料时,由于芳纶纤维的高结晶度致使其表面光滑、化学活性低,导致芳纶纤维与聚合物基体的界面粘接性能差,因此需要对芳纶纤维进行表面改性来提高芳纶纤维与聚合物基体的界面粘接性能。芳纶纤维表面改性的方法有很多,本文采用一种新型的络合改性方法对芳纶纤维表面进行处理。(1)采用CaCl2、LiCl对芳纶纤维进行表面改性,论文首先研究了不同溶剂的CaCl2、LiCl溶液处理芳纶纤维的效果,通过SEM观察对比了水和乙醇分别作为溶剂的处理效果,发现乙醇作为溶剂比水作为溶剂处理效果要好。(2)研究CaCl2或LiCl在改性芳纶纤维的过程中的反应机理,通过傅里叶红外(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)来研究改性前后芳纶纤维表面的元素组成和基团变化;通过场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)来观察改性前后芳纶纤维的表面形貌和粗糙度的变化;通过X-射线衍射来研究芳纶纤维结晶度的变化。发现CaCl2或LiCl能与芳纶纤维分子链中的羰基发生络合,从而破坏芳纶纤维分子链间的氢键,改性后芳纶纤维表面的化学组成发生改变,络合作用能够破坏芳纶纤维的结晶区域,降低芳纶纤维的结晶度,通过络合作用破坏芳纶纤维分子链的规整性,从而对芳纶纤维表面进行刻蚀,使芳纶纤维表面形成沟槽,表面粗糙度增大。(3)通过层间剪切强度和断面SEM形貌来研究芳纶纤维增强环氧树脂复合材料的界面粘接性能的变化并寻找最佳处理条件。研究发现CaCl2乙醇溶液浓度为5wt%处理时间为5h时处理效果最好,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的ILSS提升最大。LiCl乙醇溶液最佳处理条件是处理时间为3h,浓度为6wt%。对比研究了CaCl2乙醇溶液和LiCl乙醇溶液改性芳纶纤维的效果,结果表明在相同的条件下LiCl对氢键的破坏更有效,对芳纶纤维的刻蚀效果更好,使芳纶纤维与环氧树脂的界面结合更好。(4)初步研究了络合作用进行表面处理后芳纶纤维与橡胶基体的界面粘接强度,发现络合处理在芳纶纤维表面产生的沟槽增加了芳纶纤维的比表面积,增大了芳纶纤维与橡胶基体的结合面积以及机械螯合力。处理后的芳纶纤维/天然橡胶复合材料的拉伸强度和300%定伸都有提高,复合材料的撕裂性能最多提高了60%。