ZnO纳米棒改性超高分子量聚乙烯纤维及其性能研究

作者：赵晗; 尚晴; 杨萌; 金帅; 王洋洋; 赵宁; 尹晓品; 丁彩玲; 徐坚^*

来源：Acta Polymerica Sinica, 2020, 51(06): 649-655.

• 超高分子量聚乙烯纤维
• ZnO纳米棒
• 界面剪切
• 穿刺功

采用低温水热法在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维表面成功制备了致密均匀的ZnO纳米棒阵列,利用纳米棒阵列与树脂形成啮合结构,有效增强了纤维和树脂之间的界面结合强度.采用扫描电镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)等手段对纤维改性前后结构与性能变化进行了分析,并通过单丝拔出实验表征了其与环氧树脂间的界面剪切强度(IFSS);探索了反应时间、前驱液浓度对界面性能的影响.研究结果表明这种改性方法对纤维的本征性能几乎无影响,改性后纤维增重仅5%,而与树脂复合后界面剪切强度提升58%,单丝拨出时破坏发生在纳米棒阵列与纤维之间.进一步,利用该方法对UHMWPE织物进行改性,发现使用单宁酸可提高纳米棒阵列与纤维之间的结合力,使得到的UHMWPE@ZnO和UHMWPE@TA-ZnO织物的防穿刺能力分别提升20%和42%.

• 单位
  中国科学院化学研究所