【摘 要】
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本文利用纳米粒子紫外屏蔽剂,借助化学接枝法、自组装技术和物理涂覆法制备得到三种不同形式的PBO纤维表面的抗紫外以及功能性的保护涂层,对这几种涂层结构进行了测试表征分析,对三种不同复合材料的抗紫外性能以及纳米粒子所赋予PBO纤维的功能性进行了研究。PBO纤维表面极其光滑,并不具有任何功能性基团,因此我们采用甲基磺酸和双氧水组合溶剂处理纤维表面,处理温度为60℃,处理时间为6 h。而后利用酸化PBO表
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本文利用纳米粒子紫外屏蔽剂,借助化学接枝法、自组装技术和物理涂覆法制备得到三种不同形式的PBO纤维表面的抗紫外以及功能性的保护涂层,对这几种涂层结构进行了测试表征分析,对三种不同复合材料的抗紫外性能以及纳米粒子所赋予PBO纤维的功能性进行了研究。PBO纤维表面极其光滑,并不具有任何功能性基团,因此我们采用甲基磺酸和双氧水组合溶剂处理纤维表面,处理温度为60℃,处理时间为6 h。而后利用酸化PBO表面所得来的功能基团,进行下几步的接枝步骤,最终成功将聚硅氧烷接枝在PBO纤维表面,并且形成多孔纳米涂层。紫外老化加速试验显示了,PBO纤维的紫外老化力学性能下降呈“L”型,经历300h紫外线照射后,但其力学性能急剧下降,其断裂强力仅仅只有16.84 cN。所制得的改性后的PBO纤维,由于其表面覆盖有平均孔径为3.364 nm的多孔状聚硅氧烷涂层,在紫外老化实验中,相同条件下照射300h,相较于原纤维,其断裂强力为25.65 cN左右,保留率为45.4%,相对于原PBO纤维的保留率提升了 72.6%。所得到的改性后的PBO纤维与环氧树脂的结合能力相较于原纤维得到了良好的提升:原纤维的界面剪切强度为21.28MPa,而改性后的PBO纤维与环氧树脂的界面剪切强度为45.72 MPa,提升了 114.8%。同时,多孔状聚硅氧烷涂层赋予了 PBO纤维良好的超疏水性质,与水的静态接触角在152°左右,具有自清洁能力,在油水分离试验中初次油水分离效率为94.3%,且在经历10次循环使用后,其分离效率有所轻微下降,但仍能达到91.1%。纤维经过了活化敏化过程,采用了自组装技术,利用溶剂热法,在贵金属Pd的作用下,将花状硫化铜组装在PBO纤维表面。探究了花状CuS在PBO纤维表面上的组装机理,即在Pd的帮助下,CuS在PBO纤维表面最先形成锚定点,然后依靠这些锚点继续生长成花状CuS。紫外吸收光谱显示了,PBO/CuS纤维在紫外光波段的吸收强度较PBO纤维有巨大的下降,且在经历300 h紫外线照射后,其紫外光吸收程度有所上升,但PBO/CuS纤维力学性能保留量为32.56 cN,是PBO原纤维的保留量的1.9倍。同时,花状CuS涂层赋予了 PBO纤维良好的光催化性能,在双氧水的协同下,经历60min紫外灯照射后,亚甲基蓝的分解效率高达97%,在循环使用7次时,其催化效率仍保持在91%。同时,在界面剪切强度测试中,发现,PBO/CuS纤维与环氧树脂的结合能力较原纤维也同时有所提升,提升了近41.4%。结合了有机聚硅氧烷（PDMS）和纳米花状CuS颗粒,采用简单易行的物理涂敷法,制备带有PDMS/CuS涂层的PBO织物。织物经过处理后,其紫外-可见光谱图说明了,PBO/PDMS/CuS织物抗紫外能力不仅得到了非常好的提升,并在在经历300h后紫外线照射后,其抗紫外能力的稳定性是较好的,其紫外范围内的吸收能力几乎没有什么变化。同时,PBO/PDMS/CuS织物所具备有较为高效的光催化降解能力,在双氧水的协同下,160 min,指定浓度的亚甲基蓝的降解率能达到97%,且在18次循环使用后,PBO/PDMS/CuS织物的光催化效率虽然有所降低,但其光催化效率依旧保持在95%以上。
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