表面改性凯夫拉纤维及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113789659A(43)申请公布日2021.12.14(21)申请号202111198245.6(22)申请日2021.10.14(71)申请人中国人民警察大学地址065000河北省廊坊市西昌路220号(72)发明人刘海营姜夏冰(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人王悦(51)Int.Cl.D06M13/517(2006.01)F41J1/01(2006.01)D06M101/36(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图9页(54)发明名称表面改性凯夫拉纤维及其制备方法和用途(57)摘要本发明提供一种表面改性凯夫拉纤维及其制备方法和用途，包括以下步骤：(1)先将凯夫拉纤维剪切成纤维段；(2)二氯甲烷作为溶剂，三甲基氯硅烷作为改性试剂，与剪切后的凯夫拉纤维水浴搅拌；(3)水浴搅拌结束后，于室温中静置30min，二氯甲烷清洗5次，在红外干燥箱中干燥6h，使纤维表面残留的溶剂完全挥发得到表面改性凯夫拉纤维。本发明获得的表面改性凯夫拉纤维，作为制备仿生俘弹的材料。本发明使用三甲基氯硅烷对凯夫拉纤维进行改性处理。与改性前的凯夫拉相比，三甲基氯硅烷改性后的凯夫拉表面含有硅元素，改性后纤维表面硅元素以C‑Si‑N形式存在；改性后的表面粗糙度升高5.6％。CN113789659ACN113789659A权利要求书1/1页1.表面改性凯夫拉纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将凯夫拉纤维剪切成纤维段；(2)二氯甲烷作为溶剂，三甲基氯硅烷作为改性试剂，与剪切后的凯夫拉纤维水浴搅拌；(3)水浴搅拌结束后，于室温中静置30min，二氯甲烷清洗5次，在红外干燥箱中干燥6h，使纤维表面残留的溶剂完全挥发得到表面改性凯夫拉纤维。2.根据权利要求1所述的表面改性凯夫拉纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)将凯夫拉纤维剪切成3mm长的纤维段。3.根据权利要求1所述的表面改性凯夫拉纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)在35℃下水浴，搅拌的转子转速为310r/min，搅拌时间4h～12h。4.表面改性凯夫拉纤维，其特征在于，根据权利要求1到3任一项制备方法所得。5.根据权利要求4所述的表面改性凯夫拉纤维的用途，其特征在于，作为制备仿生俘弹的材料。6.一种仿生俘弹材料，其特征在于，包括正面和背板，所述的正面采用聚氨酯泡沫材料，背板采用凯夫拉纤维增强树脂，所述的凯夫拉纤维增强树脂为权利要求4所述的表面改性凯夫拉纤维和树脂组成。7.根据权利要求6一种仿生俘弹材料，其特征在于，所述的正面包括六层，依次为第一层聚氨酯软泡沫，第二层至第六层采用硬度不断增加的聚氨酯硬泡沫；第七层为背板，采用凯夫拉纤维增强树脂，七层材料通过热固性树脂粘结在一起。2CN113789659A说明书1/4页表面改性凯夫拉纤维及其制备方法和用途技术领域[0001]本发明涉及俘弹材料技术领域，具体涉及一种表面改性凯夫拉纤维及其制备方法和用途。背景技术[0002]在俘弹材料中，凯夫拉纤维一般出现在纤维编织层及纤维增强树脂层中。但是，凯夫拉纤维表面活性低，浸润性差，与基体间结合不紧密，从而影响了整个复合材料的力学性能。发明内容[0003]针对上述技术问题，本发明提供一种表面改性凯夫拉纤维及其制备方法和用途，通过加入三甲基氯硅烷，在凯夫拉纤维表面引入三甲基氯硅基，提高其表面活性，使其更易于与其他材料粘合在一起，提高俘弹材料性能。[0004]具体技术方案为：[0005]表面改性凯夫拉纤维的制备方法，包括以下步骤：[0006](1)先将凯夫拉纤维剪切成纤维段；[0007](2)二氯甲烷作为溶剂，三甲基氯硅烷作为改性试剂，与剪切后的凯夫拉纤维水浴搅拌；[0008](3)水浴搅拌结束后，于室温中静置30min，二氯甲烷清洗5次，在红外干燥箱中干燥6h，使纤维表面残留的溶剂完全挥发得到表面改性凯夫拉纤维。[0009]步骤(1)将凯夫拉纤维剪切成3mm长的纤维段。[0010]步骤(2)在35℃下水浴，搅拌的转子转速为310r/min，搅拌时间4h～12h。[0011]本发明通过加入三甲基氯硅烷，在凯夫拉纤维表面引入三甲基硅基，三甲基硅基不稳定，C‑Si键不稳定，易被氧化分解，最终三甲基硅基在凯夫拉表面转变为SiO2。[0012]由于凯夫拉纤维表面无活性基团，与其他材料结合能力差，使用三甲基氯硅烷对凯夫拉纤维进行改性。使用视频显微镜、傅里叶红外仪、扫描电子显微镜对改性后的凯夫拉纤维进行表征，发现经过三甲基氯硅烷改性后的凯夫拉纤维表面粗糙度提高，且存在本身不存在的基团。这一结果表明对凯夫拉纤维进行处理是有效果的。[0013]本发明获得的表面改性凯夫拉纤维，作为制备仿生俘弹的材料。[0014