Page 128 - 摩擦学学报2025年第9期

1382 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

−1
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羟基(3 305 cm )和氨基(1 060 cm )伸缩振动的吸收峰 对于3PC-C gel，PVA的特征峰(19.4°和41.1°)强度下
向低频移动，mCF与各分子链间氢键作用加强. 对于 降，表明mCF与PVA分子链反应，PVA结晶度降低. 而
交错定向3CF 3PC-C gel，羟基的伸缩振动衍射峰发生 经温度诱导的交错定向3CF 3PC-C gel网络交错重排，

红移，在温度场诱导下大量的交联位点和微晶生成， 各聚合物链间氢键加强，其特征衍射峰强度变强.
氢键作用加强，新氢键网络形成. 高强度交错定向3PC-C gel的形成机理如图3(c)所
图3(b)所示为水凝胶的XRD图谱，mCF的图谱在 示，首先，CF强度和模量高，纤维增强效果显著，且经
25.3°和44.5°处有明显的特征峰，结合图1中CF与mCF 表面功能化处理后，mCF表面大量的-OH、-NH和
[26]
微观形貌，可以判断表面功能化处理后CF结构完好. -COOH等活性基团增强了mCF与各分子链间的结合 ，

(a) 3CF-oriented (c)
3CF-unoriented
Liquid
Intensity/a.u. 0CF-unoriented 1 060 UV nitrogen
3 305
Freeze-
m-CF
1 020
1 645 1 090 Stage I thaw Stage II
CF Ordered structure
3 454 3+
4 000 3 000 2 000 1 000 Fe
Wavenumber/cm −1
(b) ♦ mCF Annealing
♣ ♥ 0CF-unoriented
3CF-unoriented
3CF-oriented
♦
Intensity/a.u. ♦ ♣ ♣ ♣ Stage IV Stage III
♣
♣
♥
OH
20 40 60 80 OH COOH CONH 2 AAm MBAA α-ketoglutarate H-bond PVA
2θ/(°) PVA PAA PAAm CF monomer cross-linker initiator Fe 3+ crystallite

Fig. 3 (a) The FTIR spectrum, (b) XRD spectrum and (c) formation mechanism of the staggered oriented 3PC-C gel
图 3 交错定向3PC-C gel的(a) FTIR光谱、 (b) XRD光谱和(c) 形成机理

(a) 0CF-unoriented 3CF-unoriented 3CF-oriented

5 μm 20 μm 5 μm 20 μm 5 μm 20 μm

(b)
80 62.63 62.12 60.17 58.93 56.60 Unoriented (c) 2.7 Oriented (d) 7 6 5.08 5.84
Oriented
Mass fraction of water/% 40 53.96 52.25 50.66 Swelling ratio 2.1 0CF Permeability coefficient/ [10 −15 m 4 /(N·S)] 5 4 3 2 4.31
2.4
60
1.8
1.5
1CF
20
2CF
3CF
1
0.9
0
0
0 1 2 3 1.2 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 0CF-unoriented 3CF-unoriented 3CF-oriented
Mass fraction of CF/% Time/min Materials
Fig. 4 Physical and chemical properties of the staggered oriented 3PC-C gels: (a) SEM micrographs; (b) water content;
(c) swelling ratio; (d) permeability
图 4 3PC-C gel的理化性能：(a) 3CF 3PC-C gel形貌的SEM照片；(b) 含水量；(c) 溶胀比；(d) 渗透系数