碳纤维耐高温型上浆剂的研究进展

上浆是碳纤维及其复合材料开发与应用中必不可少的关键技术之一。随着先进聚合物基碳纤维复合材料的开发与应用,碳纤维上浆剂耐高温性能不足的问题日益凸显。本文综述了近年来碳纤维耐高温型上浆剂的研究进展,重点阐述了其水性化改性方法,并对各类上浆剂的表面性能、耐高温性能以及对复合材料力学性能的影响进行了分析。从产业化应用的角度,提出了碳纤维上浆剂不仅要对水溶性和耐热性等热点性能以及原材料与制备方法进行研究,更应当注重对碳纤维上浆剂整体应用性能的研究,如上浆剂乳液的稳定性、润湿性、粒径分布,上浆后碳纤维及复合材料的表界面性能和整体力学性能等。

十八烷基甜菜碱的合成与应用性能

研究了由十八烷基叔胺同氯乙酸及氢氧化钠反应合成十八烷基甜菜碱的工艺条件 ,对反应温度和投料比等参数进行了详细的探讨 ,结合适当的反应时间及搅拌速度 ,得出了最佳的合成工艺条件。测试了十八烷基甜菜碱的表面张力、抗静电性、乳化性等应用性能 ,并与十二烷基甜菜碱进行了对比。

壳寡糖铁(Ⅲ)配位产物的合成与表征

为了探究壳寡糖铁(Ⅲ)的配位结构和最佳合成条件,通过自制壳寡糖(黏均相对分子质量<1 000)与FeCl_3溶液的反应,合成了壳寡糖铁(Ⅲ)配合物.采用可见分光光度计测定反应前后溶液中Fe^(3+)浓度的变化,探究溶液pH值、反应温度以及反应时间对Fe^(3+)与壳寡糖配位反应的影响.利用紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、差热与热重分析(TGA-DSC)、元素分析(EI)等方法对配合物进行表征.结果表明:Fe^(3+)参与反应的配位量随着pH增加而增大,当pH>3.5时Fe^(3+)形成沉淀导致配位反应无法进行;Fe^(3+)参与反应的配位量随着反应时间的延长和反应温度的提高而增大,直至配位反应趋于平衡,考虑到实际生产周期和能源消耗,选择最佳反应时间为60 min,最适宜反应温度为40℃;形成的配合物热稳定性较壳寡糖本身的热稳定性有所提高,配合物中壳寡糖与Fe^(3+)的摩尔配位比为3∶1,并由此确定了配合物的结构式.

烷基磷酸酯钾盐乳液性能的研究

基于聚苯硫醚短纤维纺丝和加工工艺对烷基磷酸酯钾盐的性能要求,研究烷基磷酸酯钾盐的表面张力、润湿性、乳化性、起泡性、乳液稳定性等乳液性能及其影响因素.结果表明:随着烷基磷酸酯钾盐烷基链的增加,表面张力增大,润湿性降低,起泡性逐渐减小,泡沫稳定性增强;烷基链的长度对烷基磷酸酯钾盐的乳化性影响不大;随着pH值增大,烷基磷酸酯钾盐乳液的发泡能力减小,泡沫稳定性变差;随着烷基磷酸酯钾盐乳液粒径的减小,离心量减少,乳液稳定性增强;随着温度的升高,乳液的稳定性增强.

聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的研制

采用了烷基磷酸酯盐、烷基醚磷酸酯盐和两性表面活性剂的复合抗静电体系,并以特种聚醚为摩擦调整剂,开发出具有优异的抗静电性、较高的油膜强度、适宜的摩擦特性以及良好表面特性的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂.实践表明:该油剂具有很好的可纺性、梳理性和成纱性,能满足聚苯硫醚短纤维纺丝和后加工的要求.

阳离子染料可染共聚酯的等温结晶动力学

利用差示扫描量热法(DSC)对阳离子染料可染共聚酯CDP及ECDP的等温结晶动力学进行研究,并与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比较,寻求其变化规律。结果表明,各共聚酯的实验数据同Avrami理论吻合较好,有明显的线性关系,但在结晶后期出现了偏离。随着第三及第四单体的加入,结晶速率G逐渐减小,且酯型ECDP的结晶速率要低于醚型ECDP。另外,醚型及酯型ECDP的Avrami指数受温度的影响较小,其中醚型ECDP的n在1.7～2之间,酯型ECDP的n值无明显的变化规律,且醚型及酯型ECDP的结晶速率G均随温度的升高呈先增大后减小的趋势。

油剂对涤纶POY条干不匀率的影响

从油剂的角度探讨了影响涤纶 POY条干不匀率的因素 ,着重从油剂的特性和使用性能等方面作了分析。结果表明 :性能优良的油剂、适宜的集束上油位置和正确的使用方法可有效降低 POY条干不匀率。在配制油剂时 ,应选用合适的平滑剂和润湿剂 ,使乳液稳定 。

抗氧剂1076的合成工艺优化

为探究抗氧剂1076的最佳合成工艺,在有机金属催化剂催化条件下,采用3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(简称3,5-甲酯)与十八碳醇进行酯交换反应,制备3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076),分析溶剂和催化剂种类、反应时间、物料配比、反应温度等因素对反应收率的影响;采用高效液相色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪等设备对产品结构进行表征,并使用热失重法测试其热稳定性,采用差式扫描量热法测试其氧化安定性。结果表明:产品收率随着反应温度的提高和反应时间的延长先增大后减小,随着物料摩尔比的增加而增大;最佳工艺条件为采用甲基环乙烷作为溶剂,异辛酸锌作为催化剂,3,5-甲酯与十八碳醇的摩尔比为1.03∶1,反应时间为3.5 h,反应温度为130℃,催化剂质量分数为反应物的2.5%时,产品收率提高到97%;合成产品分子结构与理论分子结构一致,且产品纯度较高(97.75%),有很高的热稳定性和抗氧化活性,热分解温度达317℃,起始氧化温度达361.4℃。

烷基磷酸酯钾盐在聚苯硫醚短纤维上的应用

根据聚苯硫醚短纤维纺丝和加工工艺对抗静电性和摩擦性能的要求,研究了烷基磷酸酯钾盐的碳链长度、单双酯比例、pH值、纤维含油率、环境湿度对聚苯硫醚短纤维抗静电性和摩擦性能的影响。结果表明,随着烷基碳链长度的增加,烷基磷酸酯钾盐抗静电性下降,平滑性增加;提高烷基磷酸酯钾盐的单/双酯比例、pH值、纤维含油率和环境湿度也有助于改善聚苯硫醚短纤维的抗静电性。

锦纶POY存放时间对纤维性能的影响

研究了存放时间对锦纶POY纤维含水率、含油率、抱合性、摩擦特性、油膜状态以及抗静电性等性能的影响。发现随着时间的延长,纤维表面油剂浓度增高,油膜状态变差,纤维摩擦性能、抱合性能以及抗静电性能下降。

多聚磷酸法合成醇醚磷酸单酯

采用直接酯化法,以多聚磷酸和脂肪醇醚为原料合成了高含量单醇醚磷酸酯,并设计正交实验考察了合成工艺条件对单酯含量和醇醚转化率的影响;研究了不同单酯含量、p H值和含油率对芳砜纶纤维的抗静电性影响,并利用环境扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜对醚磷酸酯钾盐浸丝处理后的芳砜纶纤维表面形貌特征进行了表征.结果表明:醇醚和多聚磷酸酯化反应的最优化条件为投料比3∶1,反应温度80℃,反应时间4h,此时磷酸酯产品中单酯质量分数为91.8%,醇醚转化率为95%;磷酸酯钾盐的单酯含量和纤维表面的含油率比磷酸酯钾盐的p H值对芳砜纶纤维的抗静电性能影响大,综合考虑,纤维最佳含油率为0.3%,磷酸酯钾盐单酯含量越高,纤维的抗静电性能越好.

聚苯硫醚短纤维摩擦性能的影响因素浅析

根据聚苯硫醚短纤维纺丝和加工工艺对摩擦性能的要求,研究了含油率、环境温度、环境湿度和纤维卷曲状态对聚苯硫醚短纤维摩擦性能的影响。结果表明:随着含油率的增加,纤维的平滑性先变好后变差,抱合性持续增加;提高环境温度,有利于提高纤维的平滑性和抱合性;提高环境湿度,纤维的平滑性下降,抱合性增加。

TPA-98锦纶高速纺油剂的研制

根据锦纶高速纺丝工艺对油剂的特殊要求 ,TPA 98油剂采用了平滑性适宜、热性能好的系列聚醚作为主平滑剂 ,并对油剂的润湿、抗静电、耐热等性能进行了优化调整。该油剂配方经生产证明可纺性好、染色M率高。

含油率对锦纶预取向丝加工性能的影响

研究了不同含油率对锦纶预取向丝(POY)加工性能的影响。发现含油率过低或过高都会对锦纶POY的条干均匀度、纤维表面的油膜状态以及POY在加弹过程中的可纺性有非常重要的影响。

涤纶短纤维油剂及其摩擦性能

从纤维的含油率、环境的温度、湿度、磷酸酯盐类结构等方面对油剂摩擦性能的影响进行研究;阐述涤纶短纤维在纺纱加工各工序中可纺性与油剂性能的关系。指出油剂处理短纤维的主要目的是使纤维的摩擦因数保持在适宜的范围内,以此缓和由于未经处理的纤维表面的不同性状所引起的加工性能的波动。

高碳醇C_(18)磷酸酯合成工艺的研究

对 P2 O5法合成 C1 8磷酸酯盐的工艺进行了研究 ,得出最佳合成工艺为 C1 8醇与 P2 O5的投料比为 2 .5∶ 1,70 %反应 4 h,加入相对磷酸酯重量 2 %的水在 70℃水解 2 h,所得的 C1 8磷酸酯白度较好 ,而且具有较为适宜的单双酯比例 .将 C1 8磷酸酯中和后得到的 C1 8磷酸酯盐与 C1 2 磷酸酯盐比较 ,发现前者具有较低的吸湿性和较好的耐热性 ,但抗静电性与润湿性相对较差 .

TFDY-98油剂与同类进口产品的性能对比

分析了国产TFDY -98FDY油剂的耐热、平滑、润湿、抱合、油膜强度、上浆等性能 ,并与国外产品F -10 48和E -2 0 75K进行了比较 ,其性能与国外同类产品相当。TFDY -98油剂经厂家使用 ,其主要性能能够满足FDY生产的要求 ,可纺性好 ,染色M率 98%以上 ,上浆性好。

新型大容量涤纶短纤维油剂的研制与应用

以高碳醇磷酸酯类表面活性剂为主体抗静电剂 ,与其它酯类、醚类非离子表面活性剂复配制得TDS 2 0 0 0。不同生产规模装置的工业化应用研究结果与进口油剂对比该油剂具有优异的抗静电性 ,较高的油膜强度 ,良好的平滑与抱合性。性能评价表明 :油剂可纺性好 ,能满足生产要求 ,可替代同类进口产品使用。

SiO_2/TiO_2/聚酰亚胺复合杂化环氧树脂基碳纤维浆料的制备与表征

采用溶胶凝胶技术,在合成的聚酰胺酸(PAA)中对纳米SiO2/TiO2前驱体进行原位改性,添加硅烷偶联剂(WD-50)和适当的表面活性剂,利用超声空化及复配技术制备了碳纤维用环氧树脂基-SiO2·TiO2复合杂化聚酰亚胺增强浆料。采用FTIR、DSC、粒径分析仪、力学测试、STM等手段对制备的PAA-SiO2-TiO2复合改性增强浆料的性能及其在碳纤维上浆膜铺展的显微形貌进行了分析。结果表明,SiO2·TiO2以纳米粒度分布于浆膜中,上浆后碳纤维轴向表面有一层纳米级粒状突起,表面较为粗糙,碳纤维的界面性能得到了改善。力学实验表明,杂化浆料处理后碳纤维的抗拉强度及层间剪切强度显著提高。

锦纶FDY油剂PAF-99性能研究

研究了国产锦纶FDY油剂PAF-99的润湿、摩擦、抗静电、耐热、油膜强度等性能,并与日本竹本F-6065进行了比较,其性能与国外同类产品相当。油剂PAF-99经厂家使用,其主要性能能够满足生产工艺的要求,可纺性好,纤维染色M率达到90%以上,一等品率达90%以上。