超高分子量聚丙烯腈在碳纤维原丝上的应用及拉伸行为研究进展

超高分子量聚丙烯腈(UHMWPAN)由于结晶度高、分子链结构规整、端基少,成纤后的缺陷也少,因此在制备高强度聚丙烯腈原丝以及高强度碳纤维方面有着重要的应用。文中介绍了用高相对分子质量(340万占3%,34万占97%的)的聚丙烯腈树脂进行溶液纺丝并制备碳纤维原丝以及碳纤维的工艺,并重点介绍了超高分子量聚丙烯腈凝胶膜的拉伸性能、超高分子量聚丙烯腈溶液的流变性能等。流变学研究表明,随着PAN相对分子质量的增大,纺丝液的黏度也会剧增,造成溶液的纺丝过程变得愈加困难。提高UHMWPAN纺丝液的温度,能有效减低溶液纺丝时的阻力。因此,开发UHMWPAN高温纺丝技术可能是未来高强度碳纤维原丝的发展方向。

超高分子量聚丙烯冻胶纤维的力学性能研究

采用冻胶纺丝法制备超高分子量聚丙烯纤维(UHMWPP),并在不同的拉伸温度下对其进行拉伸。研究了在不同拉伸倍率下,拉伸温度对UHMWPP纤维力学性能的影响。结果表面:UHMWPP纤维在室温低拉伸倍率下表现为结晶高聚物的拉伸行为,高温时则为硬弹性材料的拉伸行为。纤维的断裂强度与杨氏模量主要由拉伸倍率决定,断裂伸长率则由拉伸倍率和拉伸温度决定。

超高分子量聚丙烯的制备

超高分子量聚丙烯(UHMWPP)是一种黏均分子量百万以上,具有超高的强度、超高的耐磨性、较强的抗氧化能力的热塑性工程塑料,可用于制备高强度、高模量、耐腐蚀、抗冲击、耐应力开裂的聚丙烯产品。本工作的目的在于制备出分子量超过200万的聚丙烯,将其用作3D打印材料来解决由于分子链较长引起高熔体黏度和低流动性而导致加工难成型问题。本工作基于传统的Ziegler-Natta催化剂,对主催化剂进行金属离子和有机物的负载,通过控制丙烯的链转移来控制聚丙烯的分子量,并且在聚合反应过程中不加入氢气(带有活性氢的物质),以防止其成为聚合反应的终止剂。研究了聚合反应温度、聚合反应时间、助催化剂和外给电子体对聚丙烯分子量的影响。采用黏度法、升温淋洗分级法等表征了制备的聚丙烯分子量。通过聚合工艺优化,在聚合反应温度70℃、聚合反应时间60min、助催化剂三异丁基铝、外给电子体P Donor下,最终制备出了黏均分子量超过204万的超高分子量聚丙烯。

碳酸钠作为超高分子量聚丙烯酰胺水解剂的探索研究

研究了碳酸钠(Na2CO3)作为均聚后水解工艺生产超高分子量聚丙烯酰胺过程中的水解剂时,水解剂加入量、水解温度、水解时间等因素对产品质量的影响,并与氢氧化钠(NaOH)作为水解剂进行对比,探索了Na2CO3作为水解剂的可行性和优缺点。

凝胶纺壳聚糖分散碳纳米管/聚丙烯腈纤维的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)通过壳聚糖衍生物处理后与超高分子量聚丙烯腈进行复合,将得到的复合材料通过凝胶纺丝法制备出不同复合比例的MWNTs/聚丙烯腈纤维.将不同纺丝方法以及不同比例MWNTs对拉伸强度、模量、取向度、结晶结构的影响进行比较研究,同时通过电镜观察MWNTs的分散状况.结果表明:相比于湿法纺丝,通过凝胶纺丝法制备的复合纤维,MWNTs取向更好,分散更为均匀,纤维拉伸强度、模量都得到显著提高.对比未加MWNTs的对照样,在这个体系中加入质量分数为0.5%的MWNTs复合时,拉伸强度提高37%,弹性模量提高11.68%,并且声速取向度维持在相当高的水平(92.5%).

N—(N′,N′—二甲胺基亚甲基)丙烯酰胺与过硫酸钾引发体系引发的丙烯酰胺聚合

研究了含叔胺基功能性单体Ｎ—（Ｎ′，Ｎ′—甲胺基亚甲基） 丙烯酰胺（ＤＭＡＭＡＡ） 与过硫酸钾引发体系引发的丙烯酰胺（ＡＡｍ） 水溶液聚合动力学及聚合条件对丙烯酰胺聚合物分子量的影响，这种含给电子叔胺基的丙烯酰胺不仅参与引发聚合反应而且自身进入到聚合物分子链中，因此。

iPP/UHMWPP共混物在微型注塑成型下结晶行为的研究

采用熔融共混制备的聚丙烯(iPP)/超高分子量聚丙烯(UHMWPP)复合材料,在微型注塑成型的条件下,探究超高分子量聚丙烯对聚丙烯结晶行为的影响。结果表明,通过DSC测试发现,超高分子量聚丙烯的加入提高了聚丙烯中β晶的含量,微型注塑时,不同模温对聚丙烯中β晶含量影响较大。通过SEM测试发现,β成核剂的加入使得β晶含量增多,同时β球晶细化。2D-WAXD显示超高分子量聚丙烯和β成核剂的加入使得分子链取向更加明显。

The Chain Structure of Ultrahigh Molecular Weight Polyacrylonitrile

The chemical composition, molecular weight and its distribution, the bonding structure and the regulation of ultrahigh molecular weight polyacrylonitrile （UHMW-PAN） prepared by aqueous suspension polymerization were determined by FIIR, viscometry, GPC, ^3H-NMR and ^13CNMR. The mechanical properties of the porous hollow fiber prepared by UHMW-PAN were discussed to provide a theoretical basis for the preparation of ideal precursors of the porous hollow oxidation fiber.