PBO纤维的开发及应用

详细介绍了聚苯并双噁唑(PBO)的合成方法、PBO纤维的制备方法、PBO纤维的改性方法以及PBO纤维的主要应用领域,并对我国PBO纤维的研究开发及应用提出了建议。PBO的合成方法主要有对苯二甲酸法、对苯二甲酰氯法、三甲基硅烷基化法、对苯二甲酸盐法、对羟基苯甲酸酯法;PBO纤维的制备主要有液晶纺丝法和静电纺丝法;PBO纤维的改性方法主要有化学处理法、共聚处理法、偶联剂处理法、等离子体处理法及辐射处理法;PBO纤维主要应用于耐热性能材料及力学增强材料。我国PBO纤维的研究开发应注重产学研结合,从提高单体4,6-二氨基间苯二酚的纯度及PBO的特性黏数,优化单体合成、聚合及纺丝技术等环节着手,促进PBO纤维的产业化。

聚乙二醇改性聚合纺丝液对湿纺聚丙烯腈初生纤维截面形貌和晶态结构的影响

采用聚乙二醇-600(PEG-600)改性丙烯腈-衣康酸二元共聚的聚丙烯腈(PAN)纺丝液,并通过湿纺制备出初生纤维。通过接触角测试、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)研究了PEG-600用量对PAN树脂亲水性、初生纤维横截面形貌、晶态结构的影响。结果表明,PEG-600用量为0.1%时,与未加PEG-600的样品相比,PAN树脂的亲水性降低,初生纤维的横截面仍为非圆形,皮芯结构增强,结晶度降低,晶粒尺寸变大;PEG-600用量为0.3%～0.5%时,与未添加PEG-600的样品相比,PAN树脂的亲水性较未加PEG-600的样品的亲水性增加,初生纤维的横截面为圆形,皮芯结构减弱,结晶度降低但比PEG-600用量为0.1%样品的高,晶粒尺寸与PEG-600用量为0.1%样品的相同。

聚乙二醇改性对聚丙烯腈树脂及纺丝液性能的影响

通过在聚合前加入聚乙二醇-600(PEG-600)对丙烯腈-衣康酸二元共聚的聚丙烯腈(PAN)纺丝液进行了改性。采用乌氏粘度计、红外光谱仪、接触角测量仪、毛细管流变仪研究了PEG-600用量对PAN树脂的分子量、亲水性以及纺丝液流变性能的影响。结果表明,随PEG-600用量的增加,PAN树脂的分子量逐渐降低,与未改性的PAN树脂相比,其亲水性先减小后增加;由于随PEG-600用量的增加,树脂的分子量降低以及PEG-600的增塑作用增强使纺丝液的非牛顿指数n逐渐增加,流变稳定性更好。

湿法纺丝条件对临界凝固时间的影响

以聚丙烯腈-二甲基亚砜-水体系为研究对象,通过建立数学模型,对聚丙烯腈湿法纺丝凝固的初期阶段进行研究。借助MATLAB软件,采用有限元法对数学模型进行求解。利用数学模型考察纺丝条件对纺丝液临界凝固时间的影响。结果表明:(1)凝固浴浓度在一定程度上决定凝固进程;纺丝液临界凝固时间随凝固浴浓度升高而增加,且增加的趋势是越来越快,当浓度大于60%尤为明显;(2)纺丝液临界凝固时间随纺丝液中水含量的增加而减小,使纺丝液凝固时发生瞬时相分离的趋势增大;(3)随着喷丝孔直径的增加,纺丝液临界凝固时间会延长。

DMSO和NaSCN水溶液对PAN原液流变性能的影响

以二甲基亚砜(DMSO)和质量分数为51%的硫氰酸钠(Na SCN)水溶液为溶剂,分别配制质量分数为12%的PAN原液,对应为D原液、N原液,采用旋转流变仪对D原液、N原液的流变性能进行了研究。结果表明:N原液和D原液相比,N原液的黏度比较高,不存在零切黏度,结构比较复杂,稳定性比较差,拉伸强度和拉伸断裂形变比较高;N原液和D原液的线性粘弹区范围宽泛;N原液为粘性和弹性相当的流体,D原液为粘性大于弹性的流体。

影响聚丙烯腈纤维上油过程的因素分析

以聚丙烯腈(PAN)初生纤维和含硅油剂S为原料,在纺丝试验线上考察了挤压胶辊材质、油剂浓度、导辊数量、膨润度和含水率对PAN纤维含油率及其变异系数(CV值)的影响规律。确定了较优的上油条件:胶辊材质A,挤压压力为0.10 MPa,上油导辊数为7,PAN纤维膨润度为80%,含水率为小于45%。在此上油条件下,采用索氏抽提法测试了PAN纤维含油率为1.00%,油剂均匀分布在PAN纤维的表面,干燥致密化热辊表面无油剂硬渍残留,提高了碳纤维的断裂强度和初始模量。