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。

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。

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。

超高分子量聚对苯二甲酰对苯二胺及其芳纶纤维制备关键技术与生产装备国产化

对位芳纶是三大高性能纤维之一。是不可或缺的重要战略物资。对位芳纶，特别是高模量芳纶生产技术难度大。该项目在国家“973”项目支持下。系统研究芳纶制备过程的关键问题，建立年产1000吨超高分子量PPTA树脂、年产1000吨高模量芳纶，开发了芳纶在高压电网的新应用，主要创新点如下：

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的表面改性

采用磷酸在超声下对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维进行表面改性,并根据试验条件进行了正交试验设计。对处理后的样品进行了扫描电镜、接触角、单丝断裂强度测试。结果表明该方法能够在对纤维本身力学性能无明显损伤的情况下,有效地改善其表面润湿性。另外还对试验结果进行了统计分析,对最佳试验条件的选择进行了初探,并讨论了各个因素对试验结果影响的显著性大小。

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维专利技术综述

对涉及聚对苯二甲酰对苯二胺纤维领域的国内相关专利进行了收集,并对收集到的专利申请情况和关键专利技术进行了分析,为进一步拓宽技术创新思路和构建专利保护体系提供了参考信息。

基于基团贡献法和分子动力学预测聚间苯二甲酰对苯二胺的玻璃化转变温度

采用基团贡献法(GC)和分子动力学法(MD)模拟了聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(MPDI)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的玻璃化转变温度,并与实验值进行了对比.结果表明,使用基团贡献法和分子动力学法测得的MPDI和PPTA的玻璃化转变温度与实验值接近,说明基团贡献法和分子动力学法可以用来预测芳香族聚酰胺的玻璃化转变温度.在此基础上,采用GC和MD预测了聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA)的玻璃化转变温度.在MD模拟中,对密度、比体积、回转半径和非键相互作用随温度的变化规律进行了分析.结果表明,自由体积理论能较好地解释PPIA的玻璃化转变现象,其中非键相互作用随温度的变化是玻璃化转变的本质原因. PPIA的玻璃化转变温度介于MPDI和PPTA之间,有望成为综合性能介于两者之间的另一种高性能聚酰胺.

聚间苯二甲酰对苯二胺的合成及性能表征

采用界面缩聚法合成了聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA),研究了各反应条件对聚合物比浓对数黏度的影响,并通过红外、热重分析使聚合物的结构与热性能进行了表征和分析,同时对聚合物进行了溶解性实验。结果表明,聚合反应的温度对聚合物比浓对数黏度存在峰值,较佳的反应温度为15℃,提高搅拌速率有利于获得高黏度的产物,缚酸剂2-甲基吡啶的用量与单体对苯二胺用量的物质的量比应略超过2∶1为佳,单体物质的量比的变化对聚合物的比浓对数黏度影响较小。当温度高于200℃时,PPIA才开始分解,在586℃时热失重率为48%,PPIA有望成为一种耐高温纤维。聚合物在常见的极性溶剂中溶解性较差,当极性溶剂中溶有无机盐时,增强了PPIA的溶解性。

溶液喷射聚间苯二甲酰间苯二胺纳米纤维膜的过滤性能

以质量分数为12%的聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)溶液为纺丝液,采用溶液喷射纺丝技术制备了直径范围为146~532nm的PMIA纳米纤维膜,探讨了面密度对纤维膜孔径结构、透气性、水通量及过滤效率的影响.结果表明,随着面密度的增加,纤维膜的平均孔径、透气量和水通量逐渐降低,过滤效率明显增加,当面密度为22.8g/m2时,纤维膜对2.5μm聚苯乙烯(PS)微球的过滤效率高达99%以上.过滤机理研究结果表明,PS微球很大程度上被拦截在纤维膜表层,膜污染程度较小.

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。

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短纤维在高温下的力学性能

聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维具有优良的耐热性,通过对进口PPTA短纤维和两种国产PPTA短纤维耐高温性能的研究,探讨在不同温度和停留时间下其力学性能和外观色相的变化情况。结果表明:进口和国产PPTA短纤维耐高温性能相差不大。

聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA)数均分子量的测定

聚间苯二甲酰对苯二胺是一种新型的芳酰胺聚合物,极有潜力发展为高性能纤维家族的新成员。由于聚间苯二甲酰对苯二胺分子链的刚性特征,使得现有凝胶渗透色谱(GPC)仪器所用的溶剂很难对其溶解,其分子量的测定不能采用凝胶渗透色谱的方法,因此采用端基分析法测定聚间苯二甲酰对苯二胺的数均分子量。采用直接电位滴定法测定聚合物羧端基的含量,以玻璃电极做指示电极,甘汞电极为参比电极,用电位滴定仪进行测定。采取分光光度法测定聚合物的氨端基含量,利用分光光度计测定不同浓度对苯二胺溶液的吸光值,绘制出浓度-吸光值曲线,然后用已知浓度的对氯苯胺溶液进行校验,最后测定聚合物溶液的吸光值可算出氨端基含量。最后结合端羧基和端氨基的含量通过计算得到聚间苯二甲酰对苯二胺的数均分子量,此方法简单、实用,不需要复杂的仪器设备。

低温溶液缩聚法制备聚间苯二甲酰对苯二胺

采用低温溶液缩聚法制备了聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA),讨论了单体浓度、单体物质的量配比、反应温度等因素对聚合反应的影响,并用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对实验产物进行了测定。红外检测出的特征峰符合PPIA的结构特征,热重测得热分解速率最大温度在520℃左右,X射线衍射表明聚合物有明显结晶现象,并且扫描电镜显示下的聚合物结构聚集状态良好。

聚己二酰间苯二甲胺合成及应用研究进展

简述了聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)的性能特点,介绍了MXD6的合成方法(尼龙盐法和直接熔融缩聚法)以及各自的产品性能和改性制品。综述了MXD6的改性方法,涵盖了MXD6化学共聚改性和物理共混改性。聚焦于MXD6的两个重要应用领域(工程塑料领域和包装材料领域),重点分析了改性材料及其加工方法的研究进展、改性材料的功能特性在各自领域的产品应用,并指出了优化MXD6的合成工艺方法,进一步研究开发MXD6共聚产物和优化合成工艺,拓展MXD6及合金在工程塑料领域的应用,仍然是国内合成改性企业的探索研究方向。

通过热定型提高聚对苯二甲酰对苯二胺纤维强度的方法

通过热定型提高聚对苯二甲酰对苯二胺纤维强度的方法，利用挤水装置对聚对苯二甲酰对苯二胺纤维丝束进行挤压脱水，挤压脱水时将聚对苯二甲酰对苯二胺纤维丝束中水分的质量分数控制在40％-60％；