超聲輔助磷酸對對位芳綸纖維的親水改性

劉 倩，惠嵐峰，劉子琪

(天津科技大學輕工科學與工程學院，天津 300457)

對位芳綸纖維，全稱聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，簡稱PPTA纖維．作為化學合成纖維，對位芳綸纖維有著優異的高強高模量機械性能、良好的耐熱絕緣性能以及化學穩定性等，在航空航天領域如火箭和飛機等的結構材料、隔熱絕緣材料、防護材料以及高性能電子器材等方面用途廣泛[1–3]；但是，PPTA纖維分子鏈段高度規整、高結晶度以及皮–芯模型結構，使其表面光滑、極性基團少、親水性較差[4–5]，導致纖維水分散性差而在芳綸紙抄造過程中絮聚成團，紙張勻度降低并影響紙張各項性能指標．因此，需要對對位芳綸纖維進行改性，以改善其水分散性．

在國內外關于PPTA纖維親水改性的研究中，常用的物理方法有等離子體處理、高能射線輻照處理、超聲波處理等，通過增加纖維表面的活性位點或接觸面積改善纖維的親水性，但這些方法大多對儀器設備要求高、成本大，長時間處理會極大降低纖維的力學性能[6–9]；化學方法主要有化學刻蝕和化學接枝，通過在纖維表面引入—OH、—COOH、—NH2、—SO3H等活性基團達到親水目的，但這些方法反應條件繁瑣難控、時間長、試劑有毒難回收、使對位芳綸纖維的存在形態改變[10–12]；表面涂覆是選擇與被涂覆物有相似相溶特性的涂覆劑(多為聚氨酯類、脂肪族類聚合物等有機溶劑)進行涂覆改性的，但大多數有機溶劑有劇毒、不好降解、難處理[13–14]．磷酸法處理后的纖維表面出現刻……