超声处理在聚丙烯腈溶解中的作用

利用超声波的空化效应强化溶解聚丙烯腈(PAN),通过旋转黏度计测量溶液黏度,并与常规搅拌溶解进行对比,证明了超声处理有加速溶解进程以及降低溶液黏度的作用,但经过超声强化溶解的溶液静置后黏度值增速较快,溶解完毕的溶液不宜久置。同时研究了超声波对PAN分子量及分子量分布的影响,由GPC测试结果得出长时间超声处理会降低其相对平均分子量,并且分子量分布变宽。对PAN的超声处理进行了Matlab建模分析,构建适用于PAN溶解体系的泡核壁运动模型,分别计算了超声频率、环境压力、表面张力和溶液黏度对泡核运动的影响,指出溶液黏度是影响超声效果的主要因素。

利用双螺杆挤出机溶解聚丙烯腈

为了提高生产效率,简化操作步骤,并制得质量稳定的高黏均分子量(Mη)聚丙烯腈(PAN)纺丝原液,研究了利用双螺杆挤出机溶解PAN的新方法。二阶螺杆采用T形搭配方式,并在出料口加装过滤装置。溶剂的选择在PAN溶解理论的基础上综合考虑了不同溶剂的溶解能力,找到了适合螺杆溶解要求的混合溶剂。同时将制得的溶液利用干喷湿纺工艺进行纺丝,得到线密度小、高强度的原丝,以验证此体系的可靠性。结果表明此溶解方式可以满足高性能PAN原丝的纺丝要求,同时产出溶液质量稳定且效率更高。

混合溶剂中聚丙烯腈纺丝原液的可纺性

以二甲基亚砜/二甲基乙酰胺(DMSO/DMAc)为混合溶剂,选择高黏均分子量(Mη)聚丙烯腈(PAN)为研究对象,系统研究了温度、溶剂比例、分子量、固含量对混合溶剂纺丝原液流变性的影响。结果表明,纺丝原液的表观黏度随分子量、固含量的增大而增加,随温度升高而降低,随溶剂比例先增加后减小,在V(DMSO)∶V(DMAc)=1.25∶1处出现最小值,随后逐渐增加。PAN的结晶度随溶剂体积比增大而升高,在1.25∶1时结晶性能最优。最终实验确定PAN纺丝原液可纺性最佳条件为:纺丝温度60℃～70℃,溶剂体积比1.25:1,固含量14%～16%。