Kevlar纤维表面接枝改性及其稳定化

文章试图通过化学处理方法在Kevlar纤维表面引入活性基团,从而达到对Kevlar纤维进行表面接枝改性的目的。采用红外光谱分析甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)接枝kevlar纤维的表面组成,用己内酰胺及聚乙二醇PEG(400)对接枝物进行封端稳定化处理;分析了不同n_TDI∶n_PEG值对其产物表面组成的影响。实验结果表明,当n_TDI∶n_PEG=1∶3时, 接枝后红外谱图在3 300 cm-1处的吸收峰强度有所减弱,而在1 700～1 720 cm-1处得到加强;当n_TDI∶n_PEG=1∶1和1∶2时,接枝后红外谱图在3 300及1 700～1 720 cm-1处的吸收峰强度基本相同。n_TDI∶n_PEG=1∶3时稳定化效果最佳。     

Kevlar纤维的聚丙二醇及丁烯二醇改性研究

探讨了聚丙二醇(PPG)及2-丁烯-1,4-二醇对Kevlar纤维的改性机理,并采用红外光谱分析法考察了Kevlar纤维表面用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)酯化的情况。同时分别分析了用聚丙二醇和丁烯二醇对Kevlar纤维封端后产物的红外光谱图,结果表明：封端后样品在1 700～1 720 cm-1处的吸收峰得到了加强,即—NCO转化成—CONH—,封端效果明显;在相同用量的条件下,丁烯二醇的封端效果明显优于PPG。文中还比较了不同的n_TDI∶n_丁烯二醇值对稳定化产物封端效果的影响,表明过量的丁烯二醇不利于纤维的进一步反应,n_TDI∶n_丁烯二醇应控制在1∶1左右。     

超高速撞击Kevlar纤维布填充防护结构研究

 利用二级轻气炮,对Kevlar纤维布填充Whipple防护结构进行了超高速撞击实验研究。基于Nextel/Kevlar撞击极限曲线,分析了单层及双层Kevlar纤维布填充防护结构的防护性能以及填充材料、舱壁的损伤情况。实验表明,Kevlar纤维布填充Whipple防护结构在低速区具有优良的防护性能。分层布局可改善Kevlar纤维布填充Whipple防护结构在低速区的防护性能。在低速区,Kevlar纤维丝主要依靠大量的塑性变形及断裂吸收弹丸的动能;在高速区,Kevlar纤维丝存在高温熔化及碳化现象,使弹丸破碎或熔化为更小的碎片或熔球,从而减轻对舱壁的损伤。     

利用TG-FTIR联用技术对Kevlar纤维的热解过程的分析

现代工业应用与技术领域要求材料具有良好的机械性质与热学性质,Kevlar纤维做为近年来材料领域研究的热点纤维材料,具有高强度、耐高温等良好的性能。纤维材料的性质依赖于自身的结构和组成,热分解过程对于研究材料的结构和热学性质有着十分重要的意义。热红联用技术做为一种新型的联用技术,既能定量又能定性地进行分析,在研究材料的热分解过程中具有明显的优势。由于Kevlar纤维的热分解过程在文献中少有报道,本文首次利用TG-FTIR联用技术对Kevlar纤维在室温到800 ℃的热解过程进行分析,得到了Kevlar纤维热解过程的详细步骤及各个步骤的反应产物。结果表明,Kevlar纤维的热解经历了3个阶段,分别为100～240,240～420,420～800 ℃。在500 ℃之前Kevlar纤维失重很缓慢,第三个阶段是纤维的主要失重阶段,最终固体的残留质量为56.21%。红外光谱数据表明,Kevlar纤维热解过程先释放出游离水,随后发生脱水反应和解聚反应,使纤维分子链断裂。最后纤维碎片进一步反应生成小分子气体,水、氨气、一氧化碳、二氧化碳为主要产物。其中水的析出量逐渐增大;氨气的析出量保持基本一致;一氧化碳仅在515～630 ℃产生,随后即氧化生成二氧化碳;二氧化碳的析出量经历了一个由于一氧化碳转化而产生的增长后,又下降到一定值保持稳定。     

离子交换纤维的红外光谱研究

合成了离子交换纤维交研究了它们的红外光谱，得到了一些有价值的结果。     

头发纤维表面半胱氨酸的荧光光谱分析

环境中许多物理或化学因素可破坏头发角蛋白主要构成成分胱氨酸,使其结构中二硫键发生断裂转为带巯基的半胱氨酸,半胱氨酸的含量可作为头发受损程度的评价依据。本文采用可与半胱氨酸反应的荧光探针试剂7-氯-4-硝基苯-2-噁-1,3-二唑(NBD-Cl),与头发纤维表面半胱氨酸反应并进行荧光光谱分析,探讨了反应的影响因素。结果显示,NBD-Cl可与头发表面的半胱氨酸残基反应,反应产物具有荧光性。对实验条件进行了优化,发现pH4.5为较适宜的反应酸度,此时NBD-Cl与半胱氨酸的巯基和氨基均可反应,表现为头发表面荧光强度较高。     

表面改性医用橡胶的光谱研究

本文用衰减全反射傅里叶红外光谱和Ｘ射线光电子能谱对两种表面改性的耐药性能优良的医用橡胶样品进行了研究,结果表明两种样品表面层和体相组成完全不同,其表面层为氟化聚合物,体相为丁基橡胶。样品Ⅱ表面层氟的相对含量高于样品Ⅰ表面,县以ＣＦ２为主;在相同条件下进行氩离子刻蚀,样品Ⅱ表面层样品Ⅰ表面层不同深度的Ｆ／Ｃ原子比的变化相对小。     

红外光谱在纤维质文物材料鉴别中的应用研究

纺织纤维和纸张纤维是常见纤维质文物材料, 是构成博物馆精美文物如服饰手稿书画的基本材料, 近年来寻求通过无损或微损方法对这一类材料的鉴别以及劣化状况评价备受文物鉴赏家和文物保护工作者的关注。借助傅里叶变换红外光谱, 研究博物馆常见纺织纤维材料棉、麻、桑蚕丝、柞蚕丝、羊毛的红外光谱特征和它们的分子结构组成异同, 研究传统纸纤维稻草、麦草、龙须草、龙旗松、桑皮红外光谱特征。结果表明: 衰减全反射傅里叶变换红外光谱无损分析技术可通过比较3 300～2 800 cm-1 CH, NH, OH振动区间光谱形状以及指纹区峰位以区别不同种类纺织品纤维;碳氧振动纸张纤维最明显光谱差异位置出现在与纤维素OH伸缩振动相关波数3 300 cm-1和与C—O—C相关波数1 332, 1 203, 1 050 cm-1。文章探索研究红外光谱技术结合主成分分析法在快速鉴别纤维材料中的应用。通过对全光谱数据多元散射校正(MSC)预处理后进行主成分分析, 可以把红外光谱十分相似的纺织纤维棉和亚麻、桑蚕丝和柞蚕丝明显分类;对光谱相似的纸纤维, 可采用选择不同光谱波数段进行主成分分析, 比较发现能够把五种纸纤维明显区分的光谱区间为3 800～2 800 cm-1。本研究为分子光谱无损分析技术应用于文物材料鉴别、科学评估纤维材料保存状况提供基础研究。     

红外光谱在纤维质文物材料鉴别中的应用研究

纺织纤维和纸张纤维是常见纤维质文物材料,是构成博物馆精美文物如服饰手稿书画的基本材料,近年来寻求通过无损或微损方法对这一类材料的鉴别以及劣化状况评价备受文物鉴赏家和文物保护工作者的关注。借助傅里叶变换红外光谱,研究博物馆常见纺织纤维材料棉、麻、桑蚕丝、柞蚕丝、羊毛的红外光谱特征和它们的分子结构组成异同,研究传统纸纤维稻草、麦草、龙须草、龙旗松、桑皮红外光谱特征。结果表明：衰减全反射傅里叶变换红外光谱无损分析技术可通过比较3 300～2 800 cm-1 CH,NH,OH振动区间光谱形状以及指纹区峰位以区别不同种类纺织品纤维;碳氧振动纸张纤维最明显光谱差异位置出现在与纤维素OH伸缩振动相关波数3 300 cm-1和与C—O—C相关波数1 332,1 203,1 050 cm-1。文章探索研究红外光谱技术结合主成分分析法在快速鉴别纤维材料中的应用。通过对全光谱数据多元散射校正(MSC)预处理后进行主成分分析,可以把红外光谱十分相似的纺织纤维棉和亚麻、桑蚕丝和柞蚕丝明显分类;对光谱相似的纸纤维,可采用选择不同光谱波数段进行主成分分析,比较发现能够把五种纸纤维明显区分的光谱区间为3 800～2 800 cm-1。本研究为分子光谱无损分析技术应用于文物材料鉴别、科学评估纤维材料保存状况提供基础研究。     

DL-2-氨基4-磺酸基-丁酸与金属离子相互作用的研究

运用傅里叶变换红外光谱技术,对DL-2-氨基-4-磺酸基丁酸(DLH)与Na+,Cu2+,Zn2+和Ni2+ 形成的配合物进行了研究,并用元素分析的方法确定配合物的组成。红外光谱显示DLH分子中的—COOH,—NH+₃和—SO-₃ 基团均可与金属离子发生直接或间接的相互作用。不同过渡金属离子与氨基、羧基相互作用的强度顺序均为： Cu2+＞Zn2+＞Ni2+,其中羧基与不同离子可能采取了不同的配位方式。     

The effect of oxygen-plasma treatment on Kevlar fibers and the properties of Kevlar fibers/bismaleimide composites

The effect of oxygen-plasma treatment for Kevlar fibers on the interfacial adhesion and typical macro-properties of Kevlar fiber/bismaleimide composites was intensively studied. It is found that oxygen-plasma treatment significantly affects the interfacial adhesion by changing the chemistry and morphology of the surfaces of the fibers, and thus leading to improved interlaminar shear strength, water resistance and dielectric properties of the composites. However, the improvement is closely related to the treatment power and time. The best condition for treating Kevlar fiber is 70 W for 5 min. Oxygen-plasma treatment provides an effective technique for overcoming the poor interfacial adhesion of Kevlar fiber based composites, and thus showing great potential in fabricating high performance copper clad laminates.     

膨润土有机改性的FTIR和XRD研究

研究内容是制备有机膨润土以提高膨润土与有机相的相容性,同时观察膨润土的层状结构在有机化前后的变化情况。以钠基膨润土为原料,并用十八胺试剂作为有机插层剂取代膨润土层间的Na+,制得有机膨润土,且对其结构进行表征。FTIR和DTA-TG都证明有机插层剂已进入膨润土的层间;XRD表明膨润土的层间距由1.4增大到4.3 nm;从实验结果可知,钠化膨润土在各种指标上都比原钙基膨润土有显著的改善,如吸蓝量、膨胀容、胶质价、阳离子交换容量等。改性后的膨润土使其晶片层间的亲水环境改变为疏水环境以及增大晶片层间距离,从而有利于制备综合性能较好的复合材料。     

国产中红外光纤的研制及其应用研究

中红外光纤与红外光谱仪联用能够用于原位、远距离和在体的无创检测。对国产中红外光纤进行改装 ,对光纤的导光性能和用于测定进行研究。采用新的设计 ,研制出单根裸光纤可减少能量损耗 ,使得光谱信噪比提高。对水、乙醇体系以及肿瘤样品进行了光谱测定 ,得到了比较好的结果 ,表明国产光纤可以用于一般样品及生物样品的检测。     

醋酸乙烯酯-二乙烯苯(VAc-DVB)共聚物微球表面功能化反应的红外光谱研究

利用FTIR和漫反射－傅里叶变换红外（DR－FTIR）方法对醋酸乙烯酯（VAc)-二乙烯苯（DVB）共聚微球表面功能化反应进行了研究。结果表明,DR－FTIR光谱比透射FTIR光谱能够获得更多的微球表面信息。     

基于法向映射法的二维光纤光谱弯曲校正

二维光纤光谱图是天文望远镜系统中的光谱仪的观测结果,由此又经过一系列的后续处理,才能生成普遍意义上的一维光谱。由于光谱仪和CCD相机的光学畸变,使得二维光纤光谱图像普遍出现了弯曲现象,尤其是在光纤两端表现得尤为明显,这个问题一直以来没有很好的解决办法,也没有在任何参考文献中看到相关工作。这种弯曲给后续的抽谱工作造成困扰,处理不好会很大程度上影响波长定标,从而影响一维谱的准确性。给出的一种法向映射法可以对这种二维光纤光谱图的弯曲进行有效的校正。该法把二光纤光谱图中的每一条光纤光谱进行单独处理。首先做预处理抽取每根光纤中心线,然后把该中心线当作光滑曲线求取每个点的法线方向,以整条中心线的某个点（一般是最凸点）为基点作理想竖直线,光纤中心线所有点沿自身法线方向投影到这条竖直线上,从而实现了光纤中心线本身的校直。因光纤宽度在二维光纤光谱图中一般是7个像素,因此将光纤中心线向左向右各依次平移3个像素,分别实现上述流程,即可得到整条光纤光谱的校直结果。该法实施过程中有两个问题需要注意：一个是坐标点的均匀化问题,一个是像素灰度值的精度保持问题。坐标点的均匀化问题是由于在该法中使用了法向映射,从而造成形成后的校直线的点的疏密程度不均匀,这对后续处理不利。解决办法是在实际操作中采用三次样条插值的方法进行直线上点的密度均匀化,保证获得一系列的整数点坐标,以利于后续的处理。而像素灰度值的精度保持问题,在插值计算过程中始终保持像素灰度值的64位高精度数,最终也得到同样精度的结果,避免造成像素值损失。该法实施的最后,还需要进行头尾一致性的截取,把延伸出图像高度范围的像素去掉,仅保留图像范围内的像素点。如果没有这个过程,由于光纤本身是有宽度的,映射出来的直线长短不一,从而给后续处理造成困难。实验完整处理了整幅的二维光纤光谱图,用曲线拟合的方法较好地解决了光纤中心线提取过程中的个别地方的亮度偏差问题,用法向映射法得到了校直后的二维光谱,并做了后续的抽谱对比。在一维谱的抽谱对比中可以看到,校正前后的谱线差值在有弯曲现象存在的光谱两端变化较为明显。这个实验结果证明了该方法对光谱的弯曲情况可以完全改善--在两端的变化较大,在中间的变化很小,这完全符合观测的基本认知。不仅如此,由于像素点的错位和像素值的插值计算,也会造成流量值叠加的效果发生显著变化。因此,通过观察抽谱后的谱线在校正前后的移动情况,验证了对于特征谱线的波长位置的精确获取具有重要影响。本文创造性地设计的二维光纤光谱的自动弯曲校正的方法。     

The effect of pressure on ftir spectra of ammonium halides

Abstract

FTIR spectra of NH₄Cl, NH₄Br and NH₄I have been measured in the range of 600 - 4800 cm^?1 at pressures up to 30 GPa at 135 K. The spectra show significant changes at the phase transition IV - V, particularly the splitting of v₄ in phase V is clearly demonstrated.