[01206776]新型芳族聚酰胺纳米涂覆材料的研制

1.主要解决的关键技术与创新点 关键技术 （1）含环氧基芳族聚酰胺纳米涂覆材料的制备及表征 本项目采用含环氧基的卤代物与芳族聚酰胺进行化学取代反应,得到含有环氧基改性的芳族聚酰胺溶液。通过调节环氧基团在芳族聚酰胺中的比例,制备了系列含环氧基芳族聚酰胺纳米涂覆材料。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振、元素分析X－粉末衍射、扫面电镜、透射电镜、热分析等技术手段对中间体及相应产物结构进行表征。主要考察反应条件对涂覆材料的结构及性能影响。 （2）芳族聚酰胺纳米复合材料对芳纶纤维表面涂覆改性的研究 用上述制备的含环氧基的芳族聚酰胺复合材料进行芳纶纤维表面涂覆改性,考察了涂覆量、涂覆条件（如温度、浓度等因素）对芳纶/环氧树脂复合材料的机械性能的影响。利用X-射线光电子能谱（XPS）测试芳纶纤维表面元素的变化及元素存在的化学环境,用扫描电子显微镜（SEM）观察纤维表面形貌的变化。测试芳纶纤维与基体树脂形成的复合材料面内剪切强度（ISS）及层间剪切强度（IFSS）的变化,用SEM观察界面形貌特征。 主要创新点 （1）首次研制开发出纳米级核壳结构芳族聚酰胺涂覆材料,利用纳米材料的高表面能提高与基体材料与树脂的结合能力。 （2）首次提出“双亲结构涂覆剂”的概念,并将其用于开发出系列具有双亲结构的芳族聚酰胺涂覆材料,该类材料因同时含有芳族聚酰胺骨架与环氧基结构,所以能分别与芳纶和环氧树脂牢固结合,极大地改善芳纶与环氧树脂基体间的界面结合力。 （3）本项目制备的系列可溶性芳族聚酰胺基纳米涂覆材料还可以作为环氧树脂的改性剂使用,即在保持纤维材料本身力学性能不变的前提下,通过改善环氧树脂的结构来提高复合材料力学性能。 2. 技术指标 1)研制开发出了2种拥有自主知识产权的新型芳族聚酰胺基纳米涂覆材料。 2)上述研制出的新型芳族聚酰胺纳米涂覆材料能改善芳纶与基体（环氧树脂）间的界面结合力,提高了复合材料中纤维的强度转化率,增强复合材料的力学性能。涂覆剂PPTA-ECH涂覆的PPTA织物/环氧树脂复合材料的层间剪切强度比未经涂覆的织物/环氧树脂复合材料分别提高了26.20%,而面内剪切强度则分别提高了88.29%。 3)申请国家发明专利4项,获得授权3项,发表学术论文5篇,其中3篇被SCI收录。 3.经济社会效益 研究成果可应用于PPTA织物/环氧树脂复合材料或PMIA织物/环氧树脂复合材料的增强,预期会产生较好的经济效益和社会效益。