纳米结晶纤维素表面修饰聚酰亚胺纤维及其润湿功能性

作者：党洪洋; 张国亮; 龙柱^*; 王士华; 李志强; 胡爱林; 郭帅; 吕文志

来源：化工进展, 2020, 39(01): 301-310.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0605

• 聚酰亚胺纤维
• 纤维素
• 纳米结构
• 接枝
• 酯化
• 浸润
• 分散

聚酰亚胺纤维在应用方面存在许多潜在问题,例如聚酰亚胺纤维的低表面活性,使得其界面的润湿性能差,且在水相中易团聚,分散性较差。为此,本文提出在复合路易斯酸及交联剂共同催化作用下,使纳米结晶纤维素(CNC)修饰碱处理后的聚酰亚胺(PI)短切纤维表面,测定了CNC修饰前后PI纤维在水溶液中的分散度及PI纤维成纸的接触角,结果表明PI纤维的浸润功能性得到提高。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了纤维的微观形貌,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征了纤维表面结构的变化,最后通过多孔材料孔径分析仪测定了纤维成纸的孔径分布变化。结果表明:经CNC处理后的纤维表面发生了酯化反应且存在交联现象,纤维表面氧元素物质分数增加,含氧极性基团和表面粗糙度的增加有助于改善润湿性能,与PI纤维原纸相比,经CNC表面修饰后的纤维所成的纸页与去离子水的接触角降低了14.9°,与乙醇的接触角降低了4.8°,纤维分散度增加了45%,纤维亲水性显著提高,经过表面处理后的纤维在水相体系中的分散性能得到改善。因此,本法可以作为制备高性能纤维和相应复合材料的有效方法。

• 单位
  连云港纤维新材料研究院有限公司; 江南大学; 黔南民族师范学院