氨化方式对聚丙烯腈原丝结构和性能的影响

氨化的聚丙烯腈溶液(PAN)是获得均质致密结构、优良理化性能原丝的必要手段。通过丙烯腈(AN)聚合体系加入氨水和聚合结束后在聚合原液中通入氨气,得到不同氨化程度的PAN原液,经干喷湿纺纺丝制成PAN初生纤维和原丝,研究两种氨化方式对PAN纤维截面、初生纤维膨润度和原丝体密度、原丝强度和模量的影响。结果表明,氨化原液容易获得圆形截面的PAN纤维,且聚合体系氨化的原液在氨化度达到16%时,即可获得圆度为0.91的圆形截面,而聚合原液氨化其氨化度需达到28%,才可获得相同圆度(0.91)的截面。氨化后PAN纤维更致密,表现为初生纤维膨润度更低、原丝体密度更高;氨化度小于28%时,聚合体系氨化的原液比聚合原液氨化的原液得到的PAN初生纤维膨润度低、原丝体密度高。氨化度在20%~24%适宜范围,氨化后原丝强度和模量均值较高,且原丝强度和模量CV值明显减少。PAN纤维如需达到相同膨润度、体密度以及强度和模量CV值,聚合体系氨化原液所需的氨化度更低。     

木质素/聚丙烯腈共混溶液的制备及其性能研究

为了探索木质素对丙烯腈聚合原液的性能影响，用两种不同的木质素与聚丙烯腈(PAN)进行了不同配比的共混实验，并对共混后的溶液进行黏度、稳态流变性能、固含量、分子量等一系列测试。结果表明，共混溶液的黏度随着温度的升高而下降，60℃左右时相对稳定；随着两种木质素含量的增加，A木质素/PAN共混溶液黏度显著增加，B木质素添加量超过40%后溶液黏度降低；木质素添加量为40%时，L_A溶液黏度较纯PAN溶液黏度增加了192%,L_B溶液黏度大幅提升了133%。这些都与溶液内分子链形态的变化有关，由于木质素添加后，共混溶液表现出典型切力变稀的性质，共混溶液的温度、木质素添加量等因素都会影响溶液切力变稀的临界剪切速率。实验发现，固含量降低没有影响溶液黏度，且A木质素/PAN共混溶液分子量大，分散度也较平均。不同木质素在添加少量时对PAN原液的流变性能影响几乎相近，因此共混溶液中加入30%～40%A木质素较适宜。