對位芳綸纖維的多巴胺仿生修飾及硅烷偶聯(lián)劑二次功能化

李 源，薩日娜，嚴(yán) 巖，王文才，寧南英，田 明*

（1.北京化工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100029；2.北京化工大學(xué) 先進(jìn)彈性體材料研究中心，北京 100029）

作為纖維增強(qiáng)材料，對位芳綸纖維（PPTA）具有比強(qiáng)度和比模量高、尺寸穩(wěn)定性好、耐高溫[1]和耐腐蝕性能優(yōu)異的特點(diǎn)，兼具無機(jī)纖維的力學(xué)性能和有機(jī)纖維的加工性能，是橡膠基復(fù)合材料的理想骨架材料[2]，已廣泛應(yīng)用于膠管、膠帶、輪胎和貯運(yùn)容器等橡膠制品。

然而，PPTA因高度結(jié)晶性以及分子中苯環(huán)的位阻作用造成表面化學(xué)活性很低，難以與其他基團(tuán)發(fā)生相互作用，因此，芳綸與復(fù)合材料基體的粘合性能較差，影響了芳綸纖維高性能的發(fā)揮。

目前針對對位芳綸纖維的表面處理技術(shù)主要有化學(xué)改性法[3-7]和物理改性法[8-12]，其中化學(xué)改性法處理效果顯著，但處理纖維量少，而且由于化學(xué)反應(yīng)速率不易控制，很難保證化學(xué)反應(yīng)僅在纖維表面發(fā)生，極易損傷纖維，影響材料的拉伸性能；物理改性法在得到良好改性表面的同時(shí)對纖維本體強(qiáng)度損害小，但對試驗(yàn)設(shè)備要求較高，改性工藝復(fù)雜，環(huán)境要求苛刻，工業(yè)應(yīng)用難度較大。

多巴胺是一種鄰苯二酚胺（結(jié)構(gòu)式見圖1），與蚌類生物分泌的膠蛋白中3，4-二羥基苯丙氨酸結(jié)構(gòu)類似[13]，且兩者有非常相似的化學(xué)性質(zhì)。多巴胺在堿性條件下可氧化自聚形成高聚物，沉積并粘附在多種基體表面[14-16]。粘附在基體表面的聚多巴胺層引入了親水性的苯酚、亞氨基和類吲哚官能團(tuán)，可以增加機(jī)體表面活性、提供二次反應(yīng)的可能[17]。……