含非线性双酚结构的热致液晶聚芳酯的合成与性能

以对羟基苯甲酸(HBA)、对苯二甲酸(TA)、联苯二酚(BP)和2,6-萘二甲酸(NDA)为原料,采用一步熔融缩聚法合成兼具优异加工性和耐热性的热致液晶聚芳酯TLCP-BP。通过调控分子链结构,用非线性双酚单体4,4′-二羟基二苯砜(HDPSO)代替主链HBA/BP/TA/NDA中的线性双酚单体BP,从而合成TLCP-HDPSO。采用热重分析仪、差示扫描量热仪和动态热机械分析仪评价材料的热学性能,利用广角X射线衍射仪、热台偏振光学显微镜和流变仪分别研究TLCP的结晶度、液晶相和流变行为。结果表明:TLCP-BP具有高玻璃化转变温度(t g=270℃)、高热稳定性(质量损失5%时的温度t d,5%=507℃)、典型向列相液晶纹影织构(结晶相-向列相转变温度t K-N=350℃),以及具有TLCP纤维形貌的单相结构;TLCP-HDPSO表现出微弱的液晶相,但在介观尺度上不存在(微)相分离。非线性双酚单体的引入影响了分子链的规整度及链段分布,制得的TLCP共聚物形貌均相程度远远优于共混物。

热致液晶芳香族聚酯的性能研究及应用

Vectran具有高强高模、耐高低温、耐磨等优异的特点,在很多领域发挥着越来越重要的作用。从性能影响因素、研究进展、制备及改性方法、应用等角度对Vectran纤维进行详细阐述。

热处理对Vectran纤维的结构与性能的影响

将Vectran树脂在单螺杆挤出机上进行熔融纺丝,制得Vectran初生纤维,初生纤维在氮气气氛中,于高温腔室中180℃预热1 h后,分别在200~270℃下热处理10~60 h,制得Vectran纤维,研究了热处理时间和热处理温度对Vectran纤维的结构与性能的影响。结果表明:在200~260℃下热处理Vectran初生纤维,0~10 h时,纤维强度上升较快,40 h时强度增长缓慢;随着热处理温度的升高,Vectran纤维的熔点也随之上升,在热处理时间为20 h时,处理温度超过260℃,Vectran纤维的结晶、结构受到影响;在热处理温度为200~260℃,时间小于40 h处理Vectran纤维,可使Vectran纤维的力学性能增强,熔点提高,结晶完善,但纤维的表观形貌没有受到影响。

热致性液晶聚芳酯纤维的制备与热处理

热致性液晶聚芳酯(TLCP)纤维是一类具有较高强度与模量的高性能纤维。将由4,4'-二苯醚二甲酸、4-乙酰氧基苯甲酸、1,4-二乙酰氧基苯撑、2,6-萘二甲酸和对苯二甲酸熔融缩聚制得的新型液晶聚芳酯,通过熔融纺丝制得初生纤维,然后经热处理,制备高强、高模TLCP纤维。通过金相显微镜、差示扫描量热仪、热失重仪、纤维强力仪等对该TLCP初生纤维与热处理后的纤维性能进行了研究和表征。

高性能聚芳酯纤维的研制和表征

介绍了热致性液晶聚芳酯纤维的制备。选用双酚A、对苯二甲酸、间苯二甲酸为单体进行熔融聚合,制得具有不同相对分子质量的双酚A-对/间苯二甲酸共聚酯,探索了后续固相聚合工艺,研究了后续固相聚合对原熔融聚合物相对分子质量、热性能以及力学性能的影响。原聚合物再经固相聚合及不经固相聚合的两种聚芳酯在不同的纺丝和热处理工艺条件下,可以获得力学性能相近的聚芳酯纤维,为进一步研制热致液晶型聚芳酯纤维生产路线提供可靠的工艺数据。

热致性液晶聚芳酯纤维的后固相聚合宏观动力学

以热致性液晶聚芳酯(TLCP)初生纤维为原料,通过初生纤维后续的热处理(即后固相聚合)提高纤维力学性能,对纤维后固相反应的宏观动力学行为进行了研究。结果表明:在热处理初期,纤维质量损失率增加迅速,说明聚芳酯相对分子质量增长速率较快;当达到一定程度后,相对分子质量增长速率变慢;热处理温度对其影响显著,热处理温度越高,相对分子质量升高越快;热处理前后期的表观活化能分别为94.4 kJ/mol和38.4 kJ/mol。

热致性液晶聚芳酯纤维表面的化学修饰

采用环氧氯丙烷作为处理试剂,通过傅-克化学反应来修饰热致性液晶聚芳酯(TLCP)纤维的表面,并通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、万能电子强力仪、单丝拔出试验(SFP)与扫描电子显微镜(SEM)系统研究了化学修饰对纤维表面的化学结构、纤维力学性能、复合材料的界面剪切强度及纤维的表面形态的影响。研究结果表明:通过傅-克化学反应修饰TLCP纤维的表面,可以有效地提高TLCP单纤维-环氧树脂复合材料的界面剪切强度,相对于未修饰的纤维约提高了52%,表面化学修饰的最佳反应时间为40 min。此外,经修饰的TLCP单纤维表面没有明显的刻蚀或受损现象,且纤维的力学性能不会受到明显影响。傅-克化学反应修饰TLCP纤维可有效提高TLCP纤维-环氧树脂复合材料的界面性能。

PAr/HTH-6热致液晶有规嵌段共聚物的合成与表征

以端酰氯基的热致性液晶共聚酯HTH - 6和端羟基的聚芳酯 (PAr)齐聚物为原料 ,通过溶液缩聚法制备了含PAr和HTH - 6的嵌段共聚物 ,并用IR、POM、DSC等手段对共聚物的结构和热行为进行了表征 ,结果证明这些嵌段共聚物都属于向列型热致性液晶 ,在低温下无宏观相分离 ,而在 2

热处理对热致液晶聚芳酯纤维结构与性能的影响

针对热致液晶聚芳酯(TLCPAR)初生纤维结构不稳定、强度不高的问题,对其进行热处理以提高纤维分子质量,进而提高纤维的强度。将处于松弛状态的TLCPAR纤维置于热处理箱中,在不同的热处理温度和时间下进行热处理。借助广角X射线衍射仪、纱线强伸度仪测试与分析纤维的结晶度、晶粒尺寸、晶区取向以及纤维力学性能的变化。结果表明:热处理后TLCPAR纤维的(110)晶面和(211)晶面的晶粒尺寸显著增加,230℃热处理48 h后纤维的结晶度增加了37.1%,取向度仅下降2%,说明TLCPAR纤维中大分子链的堆砌更有序、更紧密;热处理后结构变化使TLCPAR纤维断裂强度增加了86.8%,弹性模量增加了20.9%。

喷头拉伸比对热致液晶聚芳酯纤维结构与性能的影响

为探究喷头拉伸比对热致液晶聚芳酯(TLCPAR)纤维结晶结构以及力学性能的影响,通过熔融纺丝法制备了不同喷头拉伸比的TLCPAR纤维,采用WAXD分析纤维结晶度、晶粒尺寸以及晶区取向的变化,并分析其力学性能。结果表明,随喷头拉伸比的增大,纤维的结晶度增大,而晶粒尺寸没有明显的变化。经喷头拉伸后,初生纤维晶区取向度较高,且随喷头拉伸比的增大先增大后不变。由于纤维结晶度随喷头拉伸比的增加而增大,晶区取向度先增大后不变,使得TLCPAR初生纤维的强度和模量随着喷头拉伸比的增加而增大。

热致性液晶聚芳酯纤维的制备与结构研究

介绍了利用低分子质量和高分子质量热致性液晶聚芳酯(TLCP),通过熔融纺丝制备TLCP初生纤维的加工工艺及后处理方法,分析了纺丝过程中TLCP熔体在喷丝板下方的形变过程,并通过扫描电镜、广角X-射线衍射仪、纤维强度仪对TLCP纤维的结构和性能进行表征,为热致性TLCP纤维的工业化提供了可靠的工艺参数。

含双酚A及其衍生物的聚芳酯的制备及表征

用熔融缩聚法制备了含有2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)、1,1-双(4-羟基苯基)苯乙烷(BPAP)、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷(BPAF)的系列聚芳酯,并采用固相聚合增黏的方法提高了聚芳酯的相对分子质量,从而使其拥有更好的热性能和更优良的加工性能。采用傅里叶红外光谱、差示扫描量热分析、热失重分析、热台偏光显微镜、熔融指数仪等手段对其进行表征,证明这种从分子结构修饰聚芳酯分子链改变聚芳酯热力学性能的手段是行之有效的。在热台偏光显微镜中观察到的热致性液晶图像也证实在聚合物内部含有热致性液晶晶区。通过测试对比发现,含有BPAP单体的聚芳酯同时兼顾了较高的耐热性能和更优良的加工性能。

热致液晶聚芳酯/聚醚醚酮复合纤维非等温结晶动力学研究

通过熔融纺丝法制备了聚芳醚酯(PEAR)/聚醚醚酮(PEEK)和聚芳醚酮酯(PEKAR)/PEEK两种热致液晶聚芳酯/PEEK复合纤维,采用差示扫描量热仪(DSC)研究了热致液晶聚芳酯对PEEK纤维结晶行为的影响,并用Jeziorny方法、Ozawa方法、莫志深方法描述了复合纤维的非等温结晶动力学。结果表明:热致液晶聚芳酯PEAR和PEKAR在复合体系中起到了成核剂的作用,使体系的结晶度和结晶完善程度增加;莫志深方法可以很好地描述复合纤维的非等温结晶行为,而Jeziorny方法和Ozawa方法对本体系则不适用;莫志深方法分析结果表明,PEAR可降低PEEK的结晶速率,而PEKAR可提高PEEK的结晶速率。

Ⅰ型热致液晶聚芳酯纤维的耐热老化性研究

在150℃和220℃下分别对自制的Ⅰ型热致液晶聚芳酯(TLCPAR)初生纤维及其热处理纤维进行0~480 h干热老化处理,研究热老化温度和热老化时间对纤维结构和性能的影响。结果表明:在热老化初期,TLCPAR纤维强度下降较大,继续延长热老化时间,纤维强度下降趋势明显变缓;TLCPAR初生纤维在150℃和220℃下热老化时,强度损失率相差不大;TLCPAR热处理纤维在150℃下热老化时延长热老化时间对其强度影响较小,在220℃下长时间热老化后其强度下降比较明显,但热老化480 h后其断裂强度仍达8.6 cN/dtex;经220℃热老化处理480 h后,TLCPAR初生纤维和热处理纤维表面均有少量损伤,表面氧元素含量均略有上升,TLCPAR初生纤维熔点有所下降,TLCPAR热处理纤维熔点变化不大;220℃下Ⅰ型TLCPAR纤维具有较好的长时间耐热老化性。

N,N-二甲基乙酰胺/氯化钙体系对热致液晶聚芳酯纤维结构及性能的影响

为提高热致液晶聚芳酯(TLCP)纤维与基体材料的界面黏结性能,同时保持其优异的热学和力学性能,采用N,N-二甲基乙酰胺/氯化钙(DMAc/CaCl_2)体系对TLCP纤维进行表面改性制备TLCP/聚氨酯复合材料。借助单纤维万能测试仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、同步热分析仪和万能材料试验机等对改性前后的样品进行表征与分析。结果表明:TLCP纤维经DMAc/CaCl_2改性处理后表面条纹增多,平均粗糙度由96. 42 nm增至438. 60 nm;改性处理后的TLCP/聚氨酯复合材料的界面黏结性能有明显改善,平均剥离强度由0. 71 N/mm提高到1. 14 N/mm;改性后TLCP纤维分子结构无明显变化,纤维结晶结构不变,结晶度由69. 00%降至64. 45%;当DMAc体积分数不超过30%时,纤维的力学性能无明显下降。

聚芳酯类热致液晶聚合物的研究进展

热致液晶聚芳酯(Thermotropic Liquid Crystalline Polyarylate,TLCP)是一类重要的热致液晶聚合物,具有优异的力学性能、良好的热稳定性、稳定的介电性能和灵活的可加工性等诸多优点。随着绿色化学和信息化时代的到来,TLCP将占据越来越广阔的市场。本文从聚合物制备、结构与性能以及工程应用的角度简要总结了TLCP的近期研究进展。首先,介绍了TLCP的合成方法,并针对TLCP在加工过程中出现的熔融温度高、熔体黏度大等缺点,从分子设计的角度详细讨论了主要的优化策略。其次,介绍了一些代表性的商品化TLCP,进一步从薄膜和纤维两类应用形态阐述了TLCP的加工工艺。最后,简要介绍了这类材料的主要应用领域。

高熔融指数热致液晶聚芳酯及其熔喷非织造布的制备与结构

热致性液晶聚芳酯(TLCP)是少数具有可熔融加工性的液晶聚合物之一,可通过熔融加工制成高性能纤维,但因其熔融指数较低,难以采用熔喷纺丝工艺制成非织造布。通过在TLCP熔融混炼过程中加入少量2-羟基-6-萘甲酸(HNA)控制降解,可制备高熔融指数的TLCP(HMTLCP),并进一步熔喷制成非织造布。探究了热处理对HMTLCP非织造布热性能、结晶性能和力学性能的影响。研究结果表明,对填充率为70%的TLCP与填充率为5%的HNA进行熔融混炼,当混炼温度为295℃、混炼时间为4 min、转子转速为40 r/min时,可制备出用于熔喷工艺的HMTLCP;随着热处理温度的升高,非织造布的熔点提高,结晶更趋完善。相比未经热处理的非织造布,热处理温度升高至240℃时,非织造布的拉伸断裂强力由79.984 cN增大至215.073 cN。

热致液晶聚芳酯纤维的性能及其应用

本文介绍了热致液晶聚芳酯(TLCP)制备方法,及热致液晶聚芳酯纤维的性能,同时介绍了聚芳酯纤维的应用,这些良好的性能与多方面的用途证明聚芳酯纤维材料将有着良好的发展前景,值得大力发展。