聚酰亚胺纤维/碳纤维增强树脂基混杂复合材料低速冲击性能

通过模压法制备了六种不同形式的聚酰亚胺纤维(PIF)/碳纤维(CF)混杂纤维复合材料,选用20J的冲击能量,对六种样品进行落锤冲击,并对损伤的试样进行C扫描观察其失效机制,研究混杂比和铺层顺序对PIF/CF混杂增强树脂基复合材料抗冲击性能的影响。结果表明:将PIF加入CF复合材料中是能够改善材料的抗冲击性能,当PIF与CF比例为1:3时吸能效果最好,能量吸收率达87.5%;而同种混杂比(1:3)下,当PIF处于冲击面时,材料更具有韧性其吸收的能量高于CF为冲击面的吸收的能量,冲击损伤更加集中面积更小,材料的抗冲击性能更好,其中4层PIF位于CF表面时能量吸收率高达93%,且损伤面积为6.36%。

超高耐电击穿聚酰亚胺绝缘纸的制备

对聚酰亚胺(PI)纤维和芳纶1313沉析纤维进行抄造,采用斜网成型技术,并用PI树脂喷涂制成PI纤维绝缘纸,对绝缘纸生产中的打浆处理、湿法成型、浸渍、压光、热压、喷涂、硫化等工艺技术路线进行了介绍。将PI纤维绝缘纸与国内外部分芳纶绝缘纸进行了性能对比,结果表明,PI纤维绝缘纸的抗张强度、断裂伸长率和击穿强度都高于其他芳纶绝缘纸的,击穿强度达到了38.3 kV/mm,属于H级以上的绝缘纸。

填塞箱式卷曲机使用维护及故障排查

介绍了填塞箱式纤维卷曲机的主要结构组成及其特点,卷曲机安装与使用注意事项,设备操作运行调整及检查要点,对常见故障进行了分析。为达到纤维良好的卷曲效果,减少故障的发生,给出常见卷曲调整方法和故障排查检修方案。

甲纶(聚酰亚胺)篷布面料设计及其性能开发

为适应一些极端环境和满足特殊要求,文章利用聚酰亚胺纤维的特性,设计、织造出一款篷布,并与市面上常见的棉篷布进行对比分析。结果显示:聚酰亚胺篷布具有耐用、阻燃、抗菌的特性,与传统的棉篷布相比,其更加轻质且易于收纳。

高耐热聚酰亚胺纤维的制备及其性能

为进一步提升聚酰亚胺(PI)纤维的耐热性能,以全刚性的二酐和二胺合成了可纺性良好的聚酰胺酸纺丝液,通过干法纺丝方法以及高温热环化和热牵伸处理制备了力学性能优良的PI纤维,对PI纤维的热性能和机械性能进行分析。结果表明:所制备的PI纤维具有优越的热稳定性,二酐和二胺内部结构中的全刚性链结构苯环密度大,使PI纤维的化学结构稳定;在氮气氛围下,PI纤维质量损失5%和最大质量损失温度分别达600和649℃,PI纤维的拉伸强度为2.1 GPa,在温度为300℃分别热老化处理24、48和72 h后,其拉伸强度保持率可分别达到99.8%、87.3%和76.3%;同时,PI纤维具有优异的尺寸稳定性,在50~350℃范围内,其热膨胀系数为-9.1μm/(m·℃)。

含咪唑结构高强高模聚酰亚胺纤维的制备及其结构与性能

为增强聚酰亚胺纤维的力学性能,促进其在复合材料领域的应用,基于高性能聚合物纤维的结构设计,将杂环二胺单体5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑引入到3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐和对苯二胺的聚酰亚胺刚性骨架中得到纺丝溶液,通过干法纺丝技术制备得到聚酰亚胺纤维,研究了纤维化学结构和聚集态结构与纤维力学性能的关系,并系统评价了纤维的热性能和抗紫外光辐照性能。结果表明:聚酰亚胺纤维的拉伸强度和初始模量分别达到4.04、130 GPa,这得益于其聚合物分子链沿纤维轴向的高度取向性及分子链间形成的氢键作用;其玻璃化转变温度和热质量损失10%时温度分别为324、587℃,经168 h紫外光辐照后,拉伸强度保持率为92%,具有良好的耐热性和优异的抗紫外光辐照性能。

干法纺丝聚(苯并咪唑-酰亚胺)纤维的制备及性能研究

以3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐为二酐单体,对苯二胺和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑为二胺单体,在非质子溶剂中合成前驱体聚酰胺酸,采用干法纺丝、热环化及热拉伸制备聚(苯并咪唑-酰亚胺)(简称聚酰亚胺)纤维(PI纤维),研究了不同拉伸倍数下的PI纤维的结构及性能。结果表明:PI纤维表面光滑致密,截面为肾形;随着拉伸倍数提高,PI纤维的取向度和力学性能提高;当拉伸倍数为6.35时,其取向因子为0.81,拉伸强度为2.31 GPa,拉伸模量达到117.0 GPa;随着拉伸倍数提高,PI纤维的玻璃化转变温度(T_g)逐渐降低,T_g为324~342℃;PI纤维在500℃以上开始热分解,具有良好的热稳定性能。

热拉伸条件对聚酰亚胺纤维结构和性能的影响

研究了热拉伸温度以及拉伸倍率对3,3’,4,4’-联苯四甲酸酐(BPDA)、对苯二胺(PDA)以及2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(BIA)三元共聚聚酰亚胺纤维聚集态结构和性能的影响。结果表明:提高热拉伸温度,可促进聚合物分子链运动,形成更规整的聚集态结构;合适的拉伸倍率使纤维获得充分拉伸;在460℃、热拉伸倍率为2.5时,所制备的共聚聚酰亚胺纤维的拉伸强度和弹性模量分别为3.31 GPa和137 GPa,表现出最优的力学性能。

主链含柔性单元聚酰亚胺纤维的制备及性能

传统聚酰亚胺(PI)具有典型的刚性棒状结构及强烈的分子链间相互作用,赋予其优异的力学性能、突出的耐热稳定性及耐紫外辐照性能等。然而,刚性的大分子结构使PI初生纤维后处理较为困难,力学性能不佳。为解决这一问题,在PI主链中引入柔性醚键单元,明显改善了纤维的高温拉伸性能。同时,通过调节主链中醚键单元含量及纤维后处理工艺,实现了PI化学结构及纤维聚集态结构的有效调控,明显提升了纤维的力学性能。当分子结构中柔性醚键单体物质的量分数为20%,在500℃牵伸时,拉伸强度达到2.47 GPa,模量为73.78 GPa,断裂伸长率为4.1%。

氨纶染色性能及皂洗色牢度

针对普通氨纶染色时难以染深及皂洗色牢度差的问题,采用自制促染剂及3种分散染料对氨纶进行染色,分析促染剂对氨纶上染效果以及不同色光染料对皂洗色牢度的影响,并提出促染剂的促染机理。测试并分析染色前后氨纶纤维的结晶度、热学及力学性能变化。结果表明:加入促染剂FD-C,可有效实现氨纶的染深效果,且皂洗牢度的沾色均在3级以上。同时,促染剂FD-C不会对染料色光产生影响,染色后的纤维的力学性能也未有显著变化。

后区压力棒表观特征对纤维成纱性能的影响

针对环锭纺细纱牵伸过程中纤维运动难以控制、成纱条干较差等技术问题,分析了牵伸过程中二维应力对纤维运动的控制机理,提出了多单元分束须条、多维控制纤维运动的理论。设计了不同表观形态嵌入式后区双压力棒的组合试验以及装配嵌入式热场后区单压力棒的纺纱试验,分别探究其嵌入式微观结构与热场柔化特征对所纺纱线条干性能的影响。结果表明:成纱条干在嵌入式双压力棒的多维摩擦力界控制下得到了显著改善;双压力棒微观结构依次为“集聚⁃分散”时,其成纱条干CV与无压力棒相比降低了13.5%。认为:利用自控温型压力棒的降模柔化机制,协同嵌入式结构特征,可进一步改善成纱条干。

耐热型高强高模聚酰亚胺纤维的制备与研究

采用TMC-114钛酸酯偶联剂对纳米氧化镁(MgO)粉末进行表面改性,然后在合成聚酰胺酸(PAA)过程中加入改性纳米MgO,制得高强高模聚酰胺酸纺丝液,再通过干法纺丝和热拉伸工艺,得到耐热型高强高模聚酰亚胺(PI)纤维。利用纤维强伸度仪、扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析(TGA)、动态机械热分析(DMA)等测试技术对纤维性能进行表征,同时测定纤维的耐碱性能。结果表明:改性后的PI纤维保持了较好的力学性能和表面形貌,还将初始热分解温度提高了约30℃,将玻璃化转变温度提高了约50℃,大幅度提升了纤维的热稳定性能;另外,纤维耐碱性能也提高了约3%,显著地延长了产品在恶劣条件下的使用寿命。

甲纶复合面料的开发及热防护性能

采用甲纶Suplon聚酰亚胺纤维,设计织制了消防员灭火防护服用外层、防水透气层、隔热层及舒适层面料;参照GA10-2014《消防员灭火防护服》标准对面料性能进行测试分析;对织制的面料进行组合并测试其热防护性能(TPP)。结果表明:甲纶面料性能均满足标准要求,采用150 g/m^2针刺面料作为隔热层的复合面料TPP值最高,为38.5 cal/cm^2,高于现行芳纶复合面料的TPP值。

聚酰亚胺纤维可重复医用防护面料的制备与性能测试

设计开发了一种基于聚酰亚胺纤维的可重复使用医用防护服面料,并对洗涤和消毒10次前后的面料进行测试,结果表明,均符合现有医用防护服测试标准的要求,对实现医用防护服可重复使用具有较好的参考意义。

聚酰亚胺防护面料的阻燃性能研究

为深入研究聚酰亚胺面料的阻燃特性,对聚酰亚胺、间位芳纶、阻燃粘胶3种原料纺制成的面料的阻燃性能进行对比分析。结果表明:聚酰亚胺具有更好的阻燃效果,聚酰亚胺面料极限氧指数高达38%,无阴燃、续燃时间,不融滴,损毁长度小于10mm;在有焰燃烧条件下,产生毒性气体量及烟密度远小于其他阻燃面料;并且聚酰亚胺能以较低混纺比例大幅改善间位芳纶、阻燃粘胶的阻燃性能。

基于Minitab软件的纤维力学指标测量系统分析

基于六西格玛测量系统分析理论,采用Minitab软件,对以上海新纤XQ-1A型纤维强伸度仪、XD-1型细度仪为基础构成的纤维力学指标测量系统进行分析,与称重法计算得到的纤维细度对比,研究在无标样情况下采用该系统测量纤维细度的可行性,以及长期运行后系统的重复性与再现性水平,评估其满足高品质生产系统质量控制的能力。

CO_(2)激光对聚酰亚胺织物的表面改性研究

采用波长为10.6μm的CO_(2)激光对聚酰亚胺织物进行表面改性。通过单因素试验优化激光改性工艺参数,测试改性后织物滴水扩散时间、接触角和抗弯刚度,分析CO_(2)激光改性聚酰亚胺织物的作用机制,探讨激光改性对聚酰亚胺织物颜色参数、表面形貌、分子结构及结晶度的影响。结果表明:激光改性能够改善聚酰亚胺织物的亲水性,随着激光功率的增加及扫描速度、激光步距的减小,改性聚酰亚胺织物的滴水扩散时间和接触角呈下降趋势,亲水性提升;优化的激光改性工艺参数为激光功率20 W、扫描速度200 mm/s、激光步距0.2 mm,此时激光能量密度为40 J/cm 2;激光的光热作用造成聚酰亚胺大分子链断裂并在分子链中引入羟基等极性基团,以及激光产生的刻蚀造成织物表面粗糙度增加,是织物亲水性提高的主要原因;CO_(2)激光改性后聚酰亚胺织物的颜色参数基本不变,结晶度和断裂强力下降。

甲纶消防员灭火防护服热防护性能研究

采用符合XF 10—2014《消防员灭火防护服》标准的甲纶四层面料与芳纶四层面料,测试其组合的热防护系数(TPP值);用同样的面料制作灭火防护服,并通过假人燃烧实验对比甲纶灭火防护服与芳纶灭火防护服的整体热防护性能。结果表明:甲纶防护服热防护系数不及芳纶灭火防护服,但整体热防护性能远超现行芳纶灭火防护服,甲纶灭火防护服总烧伤面积为15.28%,芳纶灭火防护服总烧伤面积为53.34%。

还原艳绿FFB隐色酸常温上染蚕丝织物耐晒工艺探究

在太阳光照射下,蚕丝织物易变黄变脆,该不耐日晒的缺点对其应用造成了一定的局限性。本文利用还原染料艳绿FFB隐色酸的染色方法,研究了还原剂二氧化硫脲(TDO)、染浴pH值、促染剂FD-D、NaCl及染色温度对蚕丝织物耐日晒色牢度及染色效果的影响,采用XRD、TG等方法表征染色前后织物的性能。结果表明:最佳染色工艺为TDO 2.5 g/L,pH值为3,促染剂FD-D 40 g/L,NaCl 20 g/L,染色温度30℃。染色后织物的耐日晒色牢度达到5级,耐干、湿摩擦色牢度分别为4~5级和4级,水洗沾色牢度均在4~5级以上。

聚酰亚胺纤维混纺工艺研究及保暖产品开发

为拓展聚酰亚胺纤维在民用保暖纺织品领域的应用,文章设计了聚酰亚胺纤维、粘胶纤维、腈纶三组分混纺面料,通过合理优化纺纱工艺参数,并对不同聚酰亚胺含量面料的保暖性能进行测试。结果表明:聚酰亚胺/粘胶/腈纶三组分混纺面料中,随着聚酰亚胺纤维含量的增加,织物保暖性能呈总体上升趋势,且当聚酰亚胺纤维含量超过40%时,聚酰亚胺纤维混纺面料的保暖性能增长幅度明显。添加聚酰亚胺纤维能改善织物的保暖性能,对民用保暖纺织品的设计开发具有重要的指导意义。