[发明专利]一种聚丙烯纤维的改性方法

说明书

一种聚丙烯纤维的改性方法，属于化纤材料技术领域，包括以下步骤：(1)将聚丙烯纤维干燥至恒重备用；(2)配制铬酸溶液：按质量配比，取K₂Cr₂O₇，H₂O和浓H₂SO₄混合，反应得铬酸；(3)称取恒重聚丙烯纤维，放入铬酸溶液中，室温浸泡0.5～2.5h后，进行反应；(4)反应后的聚丙烯纤维经洗涤，过滤与干燥处理后，干燥至恒重，得改性的聚丙烯纤维；(5)测算改性聚丙烯纤维的失重率和吸湿率，以及改性前后聚丙烯纤维表面官能团含量的变化。本发明的改性方法在增强聚丙烯纤维与基材之间粘结力的同时，对聚丙烯纤维表面进行氧化引入活性基团，使改性聚丙烯纤维表面具有了一定的亲水能力，更易于改性聚丙烯纤维在水泥基材料的充分分布。

技术领域：

本发明属于化纤材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯纤维的改性方法。

背景技术：

纤维在混凝土中的作用，主要是为了防止水泥在固化时的塑性收缩导致的裂缝，现有技术中，加入的纤维主要有金属钢纤维，无机石棉纤维、玻璃纤维以及各种合成纤维。

英国专利(1130612)提出以膜裂聚丙烯纤维代替传统的增强纤维，用以提高混凝土的抗裂防渗、抗冲击、抗弯曲性能，但聚丙烯膜裂纤维由于其形态的网状结构，在水泥混合中不易分散，容易使局部产生结团现象，因而会影响纤维混凝土力学性能的提高。

中国专利(CN 1888161A)提供了一种具有多孔截面形状的聚丙烯纤维添加到混凝土中，可以保持混凝土构件的完整性，增强了混凝土的防爆裂性能，并且可以防止混凝土经高温后爆裂破碎对人体造成伤害。但未提到聚丙烯表面能低，分子链上缺少活性官能团，而且表面疏水，以致于纤维在水泥基材料中不容易分散，与基材的物理化学粘结力较差，这些缺点制约了聚丙烯纤维在水泥基材料中的应用。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中聚丙烯纤维表面性能存在的不足，提供一种聚丙烯纤维的改性方法，将改性后的聚丙烯纤维应用于混凝土制备，从而对纤维进行表面改性，改善纤维在水泥基材料中的分散性能，提高纤维与基材料之间的粘结强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚丙烯纤维的改性方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯纤维干燥至恒重，备用；

所述的步骤(1)中，聚丙烯纤维预先经过脱油脂处理。

(2)配制铬酸溶液：

按质量配比，K₂Cr₂O₇：H₂O：浓H₂SO₄＝(3～8)：(4～9)：(75～125)，将三者混合，反应5～15min，得铬酸；

所述的步骤(2)中，铬酸溶液原料配比优选为，K₂Cr₂O₇：H₂O：浓H₂SO₄＝5:8:100。

(3)称取恒重聚丙烯纤维，放入铬酸溶液中，室温浸泡0.5～2.5h后，进行反应，反应温度为65～70℃，反应时间为4～12min；

所述的步骤(3)中，室温浸泡时间优选为2.5h，反应时间优选为4min。

(4)反应后的聚丙烯纤维经洗涤，过滤与干燥处理后，干燥至恒重，得改性的聚丙烯纤维；

所述的步骤(4)中，聚丙烯纤维采用蒸馏水洗涤，干燥方式为先在烘箱中干燥，再在干燥器中干燥至恒重即得改性产物，其中：烘箱中干燥温度为80℃，干燥时间为8h。