[发明专利]纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种增强热塑性管材(RTP)中所使用的增强骨架材料的加工方法，尤其涉及到对纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维表面进行改性处理的方法。

背景技术

纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维——简称纳米PET纤维，主要采用高度分散的纳米粉体在反应釜中聚合聚对苯二甲酸乙二酯，得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。

纳米PET纤维是一种新型的团簇类纤维材料，具有许多特别优秀的性能。纳米PET纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等其它高科技纤维相比，具有力学性能好、耐高低温性能好、性价比高、耐酸耐碱、抗紫外线性能好、耐环境性能好、绝缘性能好、吸湿性低等优点。以纳米PET纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，广泛应用于消防、环保、军工、汽车船舶制造、工程塑料、建筑等军工、民用领域。

增强热塑性塑料管——简称RTP管，管材中使用传统的钢带、钢丝、玻璃纤维或者芳纶纤维等作为增强骨架材料，该种管材已经发展来满足诸如耐高压、高抗腐蚀性流体的处理等非常特殊的要求，例如在压力高达100bar下输送原油和酸天然气(sour gas)。

由于纳米PET纤维表面的低反应性，其同有机基体材料之间的复合性能很差，因而不能直接用作增强热塑性塑料管材的增强材料，而必须对纳米PET纤维表面进行修饰处理，使纳米PET纤维同管材的基体树脂之间能很好的复合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺简单、处理效果好、成本较低的纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维的表面处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案是：所述的纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维的表面处理方法，其特点是：使等离子体发生器中的放电电极产生等离子体，并让纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维从等离子体中通过，使等离子体直接作用于纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维，从而使纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维表面得到改性处理，再用树脂对经过等离子体改性处理过的纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维进行接枝和包覆。

上述的树脂选自乙烯-醋酸乙烯酯(简称EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(简称PVB)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(简称ISI)、聚甲基丙烯酸甲酯(简称PMMA)、热塑性聚氨酯树脂(简称TPU)、聚酯弹性体(简称TPEE)、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂。

上述的等离子体发生器是射频等离子体发生器，等离子体放电模式是常压下大面积介质阻挡放电。等离子体发生装置的放电功率为50～1000W，优选100～800W。

等离子体作用于纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维表面的处理时间为3～60秒，优选5～20秒。

本发明所述方法的技术原理是：等离子体被认为是除了固态、液态和气态以外的物质第四态。低温等离子体中粒子的能量一般约为几个至十几电子伏特，大于材料的结合键能，完全可以破坏材料的化学键而形成新键，其能量远低于高能放射性射线，只涉及材料表面，不影响材料的本体性能。处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中，电子具有较高的能量，可以断裂材料表面分子的化学键，提高粒子的化学反应活性，利用等离子体对材料表面进行处理可引起材料表面的物理和化学改性。等离子体表面处理工艺具有刻蚀、活化、交联等作用。通过等离子体表面处理，材料表面发生多种物理、化学变化，或产生刻蚀而粗糙，或形成致密的交联层，或引入含氧极性基团，使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能等分别得到改善，使材料表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘结和亲水性，有利于粘结、涂敷和印刷。