聚对苯二甲酰对苯二胺聚合体酸洗工艺研究

主要研究了聚对苯二甲酰对苯二胺聚合体酸洗工艺,包括酸洗浓度、温度及时间等,通过对比实验获得最佳酸洗条件。结果表明,在当稀硝酸浓度为0.03%、洗涤温度为25℃和洗涤时间为20 min时,可以使聚对苯二甲酰对苯二胺聚合体灰分质量分数降至5×10-5以下,比纯水洗涤效果好很多。

聚对苯二甲酰对苯二胺气凝胶纤维的制备与性能

气凝胶纤维具有良好的柔韧性,其织物在可穿戴保温隔热领域受到了人们高度的关注。聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)具有优异的耐热性、耐化学品腐蚀等性能,是制备气凝胶纤维的理想材料。然而,目前利用PPTA纤维(对位芳纶)的纳米纤维分散液制备气凝胶纤维的过程复杂、耗时且成本高,因此本工作通过合成具有良好可加工性的PPTA溶液,利用湿法纺丝和冷冻干燥工艺制备PPTA气凝胶纤维,极大地简化了工艺流程。实验分析表明,通过改变PPTA溶液的浓度可以有效地控制气凝胶纤维的孔结构及机械强度。当PPTA溶液的质量分数为2%时,制得的气凝胶纤维的孔隙率高达94.5%,断裂强度可达7.8 MPa;除此之外,该气凝胶纤维还具有高的比表面积(291 m2/g)和低的热导率,其织物的热导率为29.65 mW/(m·K)。当PPTA溶液的质量分数为5%时,气凝胶纤维的断裂强度高达20.5 MPa。本工作中所制备的气凝胶纤维具有极高的孔隙率、超低的密度和热导率以及良好的力学性能,为新一代保温隔热纺织品的设计和制造开辟了新的途径。

聚对苯二甲酰对苯二胺气凝胶纤维的疏水改性研究

聚对苯二甲酰对苯二胺气凝胶纤维吸水后容易导致其孔结构塌陷,严重限制了其应用领域。因此本研究首先利用聚多巴胺对气凝胶纤维进行表面改性,在纤维表面引入活性基团,再通过化学气相沉积在气凝胶纤维表面接枝1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷形成疏水功能层。研究结果表明,气凝胶纤维疏水改性后的水接触角高达151°,与疏水改性前相比,水接触角提高了98.7%,达到了超疏水的效果。疏水改性后,气凝胶纤维的初始热分解温度为358℃,表明该气凝胶纤维可以在高温下使用而不会丧失其疏水性能。通过疏水改性可以拓宽聚对苯二甲酰对苯二胺气凝胶纤维的实际应用场景。

正己烷溶剂对聚对苯二甲酰对苯二胺聚合反应的影响

以对苯二胺和对苯二甲酰氯为反应单体,以氯化钙的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液为溶剂,同时加入不与NMP互溶的正己烷,采用低温溶液缩聚反应制得聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA),研究了正己烷的加入对PPTA的聚合反应及产物结构与性能的影响。结果表明:正己烷的引入可以推迟PPTA聚合反应过程中产生凝胶的时间,有利于聚合反应的进行;当正己烷与NMP的体积比为1∶2时,可以制得较高相对分子质量的PPTA;正己烷的加入可使PPTA树脂颗粒的比表面积更大,但对其结构和性能影响不大。

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维光致变色的研究

针对不同厂家生产的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)树脂和纤维的光稳定性存在差异,特别是其静置变色行为有较大区别,采用分段预聚工艺制备出不同聚合工艺的PPTA树脂,后经干喷湿法纺丝获得PPTA纤维,通过热裂解质谱分析、热失重测试、静置变色实验和色值测定等方法探究了影响PPTA树脂和纤维光致变色行为的主要因素。结果表明:PPTA树脂光致变色的主要影响因素为分子量分布、端氨基和低分子量组分的含量,采用分段预聚优化工艺制备的光致变色PPTA纤维与国外优质产品性能相当。

烷基取代聚对苯二甲酰对苯二胺的相对分子质量以及相对分子质量分布分析

聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的相对分子质量和相对分子质量分布直接影响芳纶纺丝性能。PPTA主链间的氢键作用使其难溶于氯仿等常用有机溶剂中,不能满足核磁共振波谱仪、质谱和凝胶渗透色谱法等测试要求。为了提高PPTA的溶解性,通过主链上N位接枝系列不同种类和取代程度的烷基侧链,得到可溶解的烷基化PPTA,考察了不同烷基种类和烷基化条件对相对分子质量以及相对分子质量分布的影响。乙基烷基化PPTA的取代程度可达98.6%,有利于得到多分散系数较低和更为准确的相对分子质量分布。根据马克霍温克方程,得到了特定黏度范围内重均相对分子质量与特性黏数的关系公式为[η]=9.96×10^(-3)M_(w)^(1.08),对优化PPTA合成条件和改善芳纶纤维的性能提供了参考。

低温溶液缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺-聚乙二醇聚合物

引入聚乙二醇为第三单体,以低温溶液缩聚法合成了改性聚对苯二甲酰对苯二胺。采用红外光谱对改性的聚合物进行了表征,确定主要官能团,证明了聚合物结构。当聚乙二醇添加量为反应物总质量分数25%时,观察到胶体在溶液中变为浆液状态。以XRD表征方法判断改性聚合物的晶体类型,发现引入第三单体聚乙二醇合成的改性聚合物结晶度有所下降,当聚乙二醇添加量为反应物总质量分数25%时,衍射峰趋向于无定形态,与实验观察到的现象一致。通过热重分析发现,改性聚合物的热分解起始温度为370℃,最大热分解温度为430℃。结果表明,引入聚乙二醇改善了聚合物的溶解度,改性的聚合物仍有着良好的热稳定性。

聚对苯二甲酰对苯二胺共缩聚工艺研究

通过添加第三单体3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)进行改性,能够使其溶于一般的极性有机溶剂中,得到的聚合物溶液可以直接纺丝。研究了PPTA共聚合工艺,探讨了反应时间、反应温度、单体摩尔浓度、CaCl2含量以及第三单体含量和初始投料比对共聚物比浓对数黏度的影响。

半连续化直接缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺浆粕

采用啮合同向旋转的双螺杆挤出机作为主反应器,半连续化直接缩聚法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)浆粕.结果发现,较低的预缩聚反应温度有利于得到高相对分子质量的PPTA浆粕;而在双螺杆挤出机中主反应温度则应控制在70℃左右为宜;物料在双螺杆中的停留时间超过3min,才满足制备PPTA浆粕的工艺要求.螺杆的转速对PPTA浆粕的相对分子质量(Mw)的提高不显著,若转速太快,使物料在双螺杆中的停留时间缩短,反而不利于得到性能较好的PPTA浆粕.本研究为直接缩聚法制备PPTA浆粕的进一步放大打下了基础.

未干聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的染色工艺

采用未干的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维,分别用阳离子染料和分散染料对其进行染色,探讨纤维含水率、染色温度、染料种类和用量对纤维染色性能的影响。结果表明：相比干燥的PPTA纤维,用未干的PPTA纤维进行染色,可明显提高纤维的上染率和K/S值;染色纤维的K/S值随未干纤维含水率的增大而增大,随染料用量的提高而增大,但阳离子染料对PPTA纤维的染色效果优于分散染料;染色纤维的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度都达到4级以上;同时,染色后不会影响纤维原有的力学性能。合理的染色工艺为：浴比1∶20,纤维含水率50%,染色温度110-120℃,阳离子染料。

聚对苯二甲酰对苯二胺及其共聚体纤维的成型新技术

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 (芳纶 14 14 )是经液晶溶液于喷 湿纺制得的高强、高模纤维 ,是当前最重要的高科技纤维。随着全球对芳纶需求量的增加及市场竞争的日益加剧 ,各国芳纶的生产厂家和研究单位都在不断地开发新工艺、新品种 ,以赋予聚对苯二甲酰对苯二胺纤维更优异的性能和尽可能地降低生产成本。

高分子量聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液热稳定性的研究

高分子量PPTA树脂在浓硫酸中的热稳定性与温度、溶液浓度以及溶解时的搅拌速度有关。随着温度升高,其热稳定性降低;当溶液浓度低于16%(W/W)时,浓度越低其热稳定性越差,当溶液浓度达到16%以上时,浓度对其热稳定性没有明显的影响;溶解时搅拌速度增大,其热稳定性变差;不同分子量的PPTA树脂在硫酸中的热稳定性基本相同。

聚对苯二甲酰对苯二胺多孔膜的制备及表征

以浓硫酸为溶剂,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,采用溶液相转化法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)多孔平板膜,考察了膜的纯水通量、力学强度、截留率等性能,并用场发射扫描电子显微镜观察膜形貌。结果表明,所得PPTA多孔膜为具有不对称结构的非均质膜,上表面(自由面)为致密层,下表面(玻璃板面)为多孔层,可观察到原纤化微孔结构,膜横截面存在典型的溶出指状孔。随PPTA含量降低、致孔剂相对分子质量和凝固浴温度提高,膜通透性均随之相应有所提高。PPTA多孔膜对卵清蛋白溶液截留率达90%以上,对油水乳化液截留率可达70%以上。

聚乙烯吡咯烷酮存在下低温溶液缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺

低温溶液缩聚制备聚对苯二甲酰对苯二胺工艺中,加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)高分子添加剂,可以提高聚对苯二甲酰对苯二胺的相对分子质量。这里研究了添加剂对聚合过程的影响,讨论了添加剂用量、加料时间等因素对聚对苯二甲酰对苯二胺的比浓对数粘度的影响,并通过结构及性能测试证明了高分子添加剂PVP的加入不影响聚对苯二甲酰对苯二胺的化学结构、结晶性能和热性能。

聚对苯二甲酰对苯二胺三元共聚物溶液的流变性

将对苯二胺、对苯二甲酰氯及4,4′二氨基二苯醚(ODA)在极性有机溶剂体系中进行低温缩聚,得到了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)三元共聚物溶液.研究了溶液中共聚物质量分数、温度、CaCl2质量分数、共聚物的比浓对数黏度和ODA的摩尔分数对PPTA三元共聚物溶液的非牛顿指数、黏流活化能、结构黏度指数等重要参数的影响,为纺丝工艺的制定提供重要依据.

沉析法制备聚对苯二甲酰对苯二胺浆粕成形机理的探讨

在电子显微镜和光学显微镜观察的基础上,对沉析法制备聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)浆粕的成形机理进行探讨:PPTA/H2SO4溶液的小液滴在剪切流动场作用下被逐渐拉长,随着凝固液扩散到PPTA/H2SO4溶液液滴中,当达到一定的凝固条件时,形变就被凝固下来形成PPTA纤维,在高速搅拌作用下,发生原纤化作用而形成PPTA浆粕。

凝固浴工艺对聚对苯二甲酰对苯二胺膜性能的影响

将聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)树脂和浓硫酸进行高温溶解,经过脱泡处理,得到PPTA-H_2SO_4溶液,在凝固浴中凝固制备PPTA膜,研究了凝固浴种类及工艺对PPTA膜的结构与性能的影响。结果表明:在质量分数为7%的H_2SO_4、质量分数为4%的Na OH、H_2O 3种凝固浴中,H_2SO_4凝固浴适合PPTA树脂成膜;PPTA膜最佳凝固浴工艺条件为凝固浴H_2SO_4质量分数7%,凝固浴温度3℃,凝固时间3.0 min,在此条件下PPTA膜具有均匀致密的结构,出现明显的彩色条纹状的液晶现象,热稳定性能最好,其拉伸强度约68MPa,900℃时质量保持率达59.81%。

聚对苯二甲酰对苯二胺的合成方法

分别介绍了聚对苯二甲酰对苯二胺的应用及界面缩聚法、酯交换法、气相聚合法、低温溶液缩聚法、直接缩聚法等几种合成方法的优缺点,分析了国内外聚对苯二甲酰对苯二胺的发展趋势。

聚对苯二甲酰对苯二胺/水滑石纳米复合材料的制备与表征

A poly(p-phenylene terephthalamide)(PPTA)/MgAl layered double hydroxides(MgAl-LDH) exfoliation nanocomposite was synthesized by in situ polymerization of p-phenylenediamine with terephthalate-pillared hydroxides, Mg-4Al-2(OH)-{12}. The samples thereby obtained were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy image and thermal analysis. The results show that the layers of terephthalate-pillared hydroxides are exfoliated and dispersed disorderly in the PPTA matrix, the crystallinity of nanocomposite was improved compared with the original {PPTA}. Thermogravimetric analysis indicates that the thermal stability of PPTA/MgAl-LDH decrease to a certain degree.

聚对苯二甲酰对苯二胺低温溶液的缩聚反应动力学

采用N-乙基吡咯烷酮-氯化钙(NEP-CaCl2)溶剂体系对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚合工艺进行探索,制备出高相对分子质量的PPTA聚合体.在N-甲基吡咯烷酮-氯化钙(NMP-CaCl2)溶剂体系中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP),可提高PPTA在聚合溶剂体系中的溶解性能,并相对延长了反应时间、加快反应速度、提高产物的比浓对数黏度,PPTA的相对分子质量约提高了40%.PVP水溶液和稀盐酸溶液的红外光谱测试结果表明:PVP不是酸吸收剂,溶剂体系中加入PVP不影响PPTA的化学结构.对PPTA缩聚反应动力学的研究可知,在NEP-CaCl2、NMPCaCl2和NMP-CaCl2添加PVP的3种溶剂体系中缩聚反应均为二级反应,PVP在聚合过程中并非起催化剂的作用.研究结果为PPTA缩聚反应工艺控制提供一定的理论依据.