N-烷基化聚对苯二甲酰对苯二胺梳状高分子中烷基侧链对刚性主链堆积行为的影响

基于聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA),采用N-烷基化方法制备了系列PPTACns(烷基侧链碳原子数n=8,10,12,14,16,18)刚性主链梳状高分子,利用DSC,XRD和FTIR等方法研究了其主链堆积行为、分子链构象及热性能等与烷基侧链长度及结晶特性之间的关系.XRD和DSC结果表明,当烷基侧链碳原子数达到14时,烷基侧链发生结晶.XRD结果显示,PPTACns具有层状结构,烷基侧链长度对主链层间距影响显著.FTIR研究发现,烷基侧链的聚集状态对PPTACns分子链的构象产生较大影响,伴随着烷基侧链结晶的熔融,PPTACns的分子链构象发生显著改变.烷基侧链处于熔融状态的PPTACns的νC O和γC—H谱带峰位与烷基侧链不结晶的PPTACn接近.

接枝率对N-烷基化聚对苯二甲酰对苯二胺性能的影响

聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维是一种高性能纤维,因难溶于普通有机溶剂而使其应用受到较大程度限制。针对PPTA溶解性差的的缺陷,本文通过控制溴乙烷的量制备了不同接枝率的N-烷基化PPTA聚合物,并系统地研究了接枝率对PPTA结构和性能的影响。分别用傅立叶红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振(NMR)、凝胶色谱仪(GPC)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析(TGA)对PPTA聚合物和N-烷基化PPTA聚合物进行性能测试与分析,结果表明:烷基化反应不会破坏PPTA主链,随着接枝率越高,N-烷基化PPTA聚合物溶解性越好,但结晶度和热稳定性受到一定影响。越高接枝率对N-烷基化PPTA的溶解性的改善效果越好,这有助于工业上准确测试分子量及分子量分布。

N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺的红外光谱研究

以聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)和1-溴正十六烷为原料,利用N-烷基化方法合成了N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTAC16),并采用DSC和FTIR方法进行了详细研究。DSC结果表明PPTAC16存在侧链结晶行为,但侧链结晶的完善程度低于正十六烷烃的结晶。红外光谱结果表明,烷基侧链结晶中亚甲基堆积的有序度低于正十六烷烃晶体,亚甲基的构象中存在相当数量的旁式构象。变温红外光谱结果表明随着温度的升高,亚甲基的伸缩振动谱带和变角振动谱带的峰位发生突变,说明侧链结晶的熔融;该结果与DSC测试结果一致。另外,伴随着十六烷基侧链结晶的熔融,PPTAC16的主链发生了一种不可逆的变化,且熔融后的烷基侧链所处的状态与液态十六烷烃存在差别。

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分子结构及热变性中红外光谱研究

研究了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的分子结构及热变性。结果表明:温度为303~573 K,随温度升高,PPTA分子酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ特征吸收谱带对应的红外吸收频率及强度均明显改变;随温度升高,少量PPTA分子酰胺键断裂,影响其热稳定性。

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。

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.

复合溶剂体系合成聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的工艺

介绍了在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)-N-甲基吡咯烷酮(NMP)-氯化锂(LiCl)-吡啶(Py)溶剂体系中使用低温溶液缩聚法合成聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)树脂的工艺。结果表明:单体的浓度为0.26-0.28mol/L,n(TPC)∶n(PPD)在1.024-1.030,复合溶剂(DMAC-NMP)中NMP体积分数为6%,LiCl用量(占总溶剂的质量分数)为2.6%-2.8%,吡啶(Py)用量(占总溶剂的质量分数)为6.20%-6.68%时可获得聚合物比浓对数粘度ηinh为4.7-4.9的PPTA树脂。相对于传统工艺,该工艺增加了反应速率,降低了对溶剂纯度的要求,有利于制取更高分子质量的PPTA树脂。