PAN/PI复合纤维的结构

将聚酰亚胺(PI)加入丙烯腈-衣康酸-二甲基亚砜体系进行聚丙烯腈(PAN)溶液聚合,湿法纺丝制备了PAN/PI复合纤维。利用流变仪、红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜、差示扫描量热仪等研究了PAN/PI溶液的性质和复合纤维的结构特点。研究发现,加入PI后,聚合物溶液的稳态黏度降低,弹性和粘性模量在低剪切速率区降低;PI作为成核剂,引起初生纤维结晶度增大、晶粒尺寸减小;PI与PAN的溶解性差异导致凝固加快,初生纤维形成皮芯结构,引起原丝体密度减小。PAN/PI纤维在N2下放热量较少,在空气中由于结构疏松放热量较大。     

小分子物质M对聚丙烯腈溶液性质和膜结构的影响

通过小分子物质M对聚丙烯腈(PAN)溶液改性,利用流变仪、紫外可见分光光谱、相变分析、扫描电镜等研究了其对PAN溶液性质、凝固过程及PAN膜结构的影响.结果表明,小分子物质的加入,改变了聚合体系的作用力,PAN溶液的复数黏度提高,低剪切作用下剪切模量提高;小分子物质的加入,提高了聚合物的亲水性,PAN溶液出现浑浊的水用...     

PAN基碳纤维复合混凝土的制备及氯离子渗透性的影响

以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为无机填料，制备了PAN基碳纤维复合混凝土，研究了PAN基碳纤维掺量对混凝土力学性能、耐磨性能、抗冻性能等的影响。结果表明，PAN基碳纤维的添加加速了水化反应的进行，减少了混凝土结构中的孔隙数量，提高了混凝土的密实度。复合混凝土的抗压强度和抗折强度随PAN基碳纤维掺杂量的增大而先增大后减小，养护28 d,当PAN基碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时，抗压强度和抗折强度达到最大值，分别为50.73和5.58 MPa,这是由于PAN基碳纤维的添加使砂浆与集料之间的结合强度增加所致。养护28 d,当PAN基碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时，复合混凝土的单位面积磨损量最小为0.95 kg/m²,单位面积磨损量降低率最大为55.81%,冻融循环100次时质量损失率最低为1.14%,相对动弹性模量最高达95.03%,复合混凝土的氯离子扩散系数最低为8.1×10^-8 cm/s,具有优异的抗冻性能和抗氯离子侵蚀能力。     

高分子量聚丙烯腈中空纤维膜铸膜液流变性能的研究

采用气压式毛细管流变仪对聚丙烯腈/二甲基乙酰胺/聚乙烯吡咯烷酮(PAN/DMAc/PVP)中空纤维铸膜液的流变性能进行了研究.实验结果表明,该铸膜液属假塑型流体.物料性质,如PAN分子量、PAN质量分数、添加剂质量分数会影响体系的流动性能.PAN分子量为Mη=13.1×104、PAN质量分数为14%、添加剂PVP质量分数为10%时,该铸膜液的流动性最好.另外,温度对体系的流动性也有影响.对特定的PAN铸膜体系来说,升高温度使体系的黏度降低,流动性变好;而当体系中PAN分子量增大、PAN质量分数增加时,体系的黏度增大,活化能变大,因而对温度的敏感性也增强.     

PAN湿法纺丝中凝固成纤过程的研究进展

综述了PAN湿法纺丝中的凝固成纤过程的研究进展,主要介绍了成纤过程中溶剂与沉淀剂的双扩散的理论研究情况,讨论了凝固浴条件包括凝固浴温度、浓度及纺丝原液的固含量对双扩散及纤维结构与性能的影响,对PAN原丝及其碳纤维的发展与应用作了简单介绍.     

二元氨化聚丙烯腈碳纤维制备及性能的研究

以二甲基亚砜为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,丙烯腈(AN)和氨化的衣康酸(IA)为聚合物单体进行二元自由基均相溶液聚合,合成了聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液,经湿法纺丝制得PAN原丝,经预氧化和碳化得到氨化的PAN基碳纤维。采用扫描电镜、广角X射线衍射、动态机械法和电子万能机等表征方法对PAN原丝和PAN碳纤维的性能进行了表征。结果表明:IA经氨化后制得β-衣康酸,以β-衣康酸为聚合单体制备的二元PAN基原丝的拉伸性能更优异。     

高岭石/聚丙烯腈插层共混体系的结构及性能

对二甲基甲酰胺(DMF)插层高岭石与聚丙烯腈(PAN)-DMF水溶液共混体系的流动性能、样品燃烧性能进行了研究,并且用红外光谱和X射线衍射对聚合物样品进行了结构分析与表征。结果表明:PAN聚合物的阻燃性能得到一定改善,共混后PAN聚合物的极限氧指数从18%提高到22%,共混前后溶液体系的流动性能变化很小。红外光谱和X射线衍射分析结果显示:部分聚丙烯腈大分子插入到了高岭石片层之间,使高岭石层间距有一定程度的增大。     

混合溶剂中聚丙烯腈纺丝原液的可纺性

以二甲基亚砜/二甲基乙酰胺(DMSO/DMAc)为混合溶剂,选择高黏均分子量(Mη)聚丙烯腈(PAN)为研究对象,系统研究了温度、溶剂比例、分子量、固含量对混合溶剂纺丝原液流变性的影响。结果表明,纺丝原液的表观黏度随分子量、固含量的增大而增加,随温度升高而降低,随溶剂比例先增加后减小,在V(DMSO)∶V(DMAc)=1.25∶1处出现最小值,随后逐渐增加。PAN的结晶度随溶剂体积比增大而升高,在1.25∶1时结晶性能最优。最终实验确定PAN纺丝原液可纺性最佳条件为:纺丝温度60℃～70℃,溶剂体积比1.25:1,固含量14%～16%。     

混合溶剂共聚PAN分子量及其分布研究

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在水与二甲基亚砜(DMSO)的混合溶剂中,引发丙烯腈(AN)与丙烯酸甲酯(MA)共聚反应,得到数均分子量为4~15×104的聚丙烯腈(PAN)。利用高温凝胶色谱(GPC)详细研究了混合溶剂配比、共聚单体配比、及引发剂浓度对聚合物PAN的分子量及其分布的影响。结果表明:随着混合溶剂中DMSO含量的增加,聚合物分子量减小,分布变宽,而转化率先增大后减小;当共聚单体MA含量增加,聚合物分子量减小,单体转化率降低;引发剂用量的增加引起单体转化率提高,分子量增加,其分布变宽窄。     

PAN湿法纺丝凝固过程中相分离机理初探

利用Tompa拓展的Flory-Huggins溶液理论,对聚丙烯腈(PAN)湿法纺丝凝固过程中相分离机理进行了初步探讨.针对聚合物/溶剂/非溶剂体系,计算了溶剂-非溶剂、溶剂-聚合物以及非溶剂-聚合物的体系相互作用参数,得到了高浓度三元体系的双节线.结果表明,相对于二甲基甲酰胺(DMF)币二甲基乙酰胺(DMAc),以二甲基亚砜(DMS0)为溶剂的体系中双节线离聚合物-溶剂轴的距离最远,非溶剂与溶剂之间的双扩散缓和,是纺丝体系中溶剂的最佳选择.湿法纺丝的相分离存在瞬时双扩散和迟豫双扩散两种机理,瞬时双扩散机理引起纤维内部产生孔洞.     

阳离子丙烯酸酯共聚物表面活性剂的结构及溶液性能

通过自由基溶液共聚合法合成了无规型阳离子丙烯酸酯共聚物表面活性剂,利用红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(1H-NMR和13C-NMR)对聚合产物的结构和组成进行了表征,考察了浓度、温度等对聚合物丙酮溶液的增比黏度和聚合物水溶液表面张力的影响。结果表明,聚合物丙酮溶液的增比黏度随溶液浓度增加总体呈现上升趋势,在相同溶液浓度下,其增比黏度随温度升高呈先降低后升高再降低的趋势;聚合产物可将水溶液的表面张力降低到43mN/m,其临界胶束浓度为0.8 g/L;聚合物水溶液的表面张力随温升高而降低,且随溶液pH值增大而增大。     

短切PAN基碳纤维水泥基复合材料的制备及性能研究

以硅酸盐水泥P.O 42.5为基础材料、短切PAN基碳纤维为增强相制备了分散均匀的碳纤维水泥基复合材料,研究了不同掺杂量(0,0.3%,0.6%和0.9%(质量分数))短切PAN基碳纤维的水泥基复合材料的物相结构、微观形貌、力学性能、耐磨性能和抗碳化性能。结果表明,短切PAN基碳纤维的掺杂加速了水化反应的进行,没有产生新的水化产物,碳纤维在水泥基复合材料中呈三维错落分布,构成网格结构,提高了水化产物之间的结合强度,提高了水泥基复合材料的致密性,从而提高了水泥基复合材料的力学性能、耐磨性能和抗碳化性能。随着短切PAN基碳纤维掺杂量的增加,水泥基复合材料7和28 d的抗压强度和抗折强度均表现出先增大后降低的趋势,而质量损失率和碳化深度则表现出先降低后升高的趋势。当短切PAN基碳纤维的掺杂量为0.6%(质量分数)时,质量损失率达到最小值0.34%,养护7和28 d后,抗压强度达到了最大值69.3和86.4 MPa,抗折强度也达到了最大值11.1和14.1 MPa,而碳化深度达到最低值0.35和2.53 mm。综合分析可知,短切PAN基碳纤维的最佳掺杂量为0.6%(质量分数)。     

一种新的测量大分子缠结的方法——溶胀DSC法

从分子量、溶液浓度、测定状态、粘度、模量等多方面证明了聚合物溶胀DSC曲线尾部的小峰反映了大分子缠结,从而提出了一种新的测定固态聚合物中大分子缠结的方法—溶胀差示扫描量热法。这种方法能快速、方便地测量纤维和聚合物材料中的大分子缠结,且不受结晶、非晶和取向结构的影响。     

磷虾蛋白对聚丙烯腈的修饰改性

以水为反应介质,用马来酸酐对磷虾蛋白进行活化后再与丙烯腈共聚,得到磷虾蛋白马来酸酐酯接枝聚丙烯腈共聚物(AKPM-g-PAN),然后用湿法纺丝制备AKPM-g-PAN纤维并研究其力学性能和热性能。结果表明:制备AKPM-g-PAN的最佳配方和条件是:AKP、马来酸酐与PAN的配比为2∶2∶12.5,引发剂的质量为PAN质量的10%,反应温度为60℃。按照最佳工艺条件进行接枝聚合反应,得到的聚合物分子量为15.8万。AKPM-g-PAN纤维的断裂强度随着纺丝液浓度的增加而增大,随着凝固浴浓度和凝固浴温度的增加先增大后减小;而AKP的加入导致复合纤维的保水率提高,但是影响聚丙烯腈原有的分子链规整性并失去了部分结晶能力。     

PAN/CA复合纳米纤维膜的制备及性能表征

为了研究聚丙烯腈/二醋酸(PAN/CA)复合纳米纤维膜的截滤性能,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,将PAN/CA以质量比分别为100/0、90/10、80/20共混配制成质量分数为10%的溶液,以静电纺丝技术,制备PAN/CA复合纳米纤维膜.借助扫描电镜(SEM)及相关测试软件,测出复合纳米纤维的平均直径分布...     

聚丙烯腈基纳米炭纤维无纺布的制备与表征

以聚丙烯腈(PAN)为先驱体,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂配置质量分数10%的PAN溶液进行静电纺丝,输出电压为18 kV,注射流量为3 mL/h,收丝距离为15 cm,得到纳米PAN纤维无纺布,纤维直径为200nm～280nm,所得纤维布柔软有韧性。随后,无纺布经过280℃氧化交联和850℃氮气气氛热解处理,得到质轻柔软的纳米炭纤维无纺布,直径为100nm～200 nm。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)等手段对纳米PAN和炭纤维布的形貌、成分和结构进行了表征。热重(TGA)分析结果表明,PAN基纳米炭纤维最终收率为51%。     

超细高强PAN基碳纤维原丝纺丝液研究

聚丙烯腈的分子量越大,越有助于碳纤维超细高强高模化,但是由于纺丝液黏度急剧增大,以至于无法湿法纺丝,为解决这个问题,加入少量水来降低纺丝液的黏度.研究发现,高分子量聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液中当水含量在1.5%～2%时,溶液黏度变得最低,且使纤维凝固成型缓和,结构均匀;同时还发现溶液粘度随温度升高而减小,当温度在65～8...     

聚偏氟乙烯浓溶液的流变性及黏度主曲线

采用二甲基亚砜为溶剂配制不同质量分数的聚偏氟乙烯溶液,用HAAKE RS150锥板式黏度计测量了溶液的流变性.研究了不同质量分数溶液的流变曲线,零切黏度与质量分数的关系以及黏度主曲线.结果显示,在低切变速率下,表观黏度随切变速率的增加而缓慢地下降,当切变速率到达一临界点时,随切变速率的增加,表观黏度快速下降,表现为强的切变速率依赖性.根据零切黏度与质量分数的关系,求出了零切黏度与质量分数的关系式.溶液的黏度主曲线显示,在较高的切变速率下曲线的斜率符合Graessley理论的计算值.     

聚丙烯腈/醋酸纤维素共混超滤膜的研制与改性

研究了聚丙烯腈 /二醋酸纤维素 (PAN/CA)共混超滤膜的性能与聚合物共混比、聚合物质量分数等的关系 .结果表明 ,加有氯化锂 (LiCl)的二甲基乙酰胺 (DMAC)是PAN/CA共混体系的良溶剂 .当聚合物的质量分数为 14 % ,PAN/CA共混比为 5 0 / 5 0时 ,所制得的共混超滤膜的性能较好 .对共混超滤膜进行水解改性的实验发现 :膜的截留率上升 ,水通量下降 .用酱油、药酒为料液的超滤实验表明 :共混膜和水解改性膜的耐污染性能优于聚丙烯腈 (PAN)、聚砜 (PS)和磺化聚砜 (SPS)膜     

聚消旋丙交酯-b-聚氧乙烯星形嵌段聚合物的受限结晶行为

通过阳离子活性开环聚合和大分子酯化反应的两步法,合成两亲性的聚消旋丙交酯-b-聚氧乙烯(sPDLLA-b-PEO)六臂星形嵌段聚合物。通过差示扫描量热法研究了聚合物本体结晶行为。结果表明,无定形链段PDLLA的引入和特定的星形结构,使得PEO链段的结晶受到限制,出现了冷结晶现象,并且最高结晶温度随着升温速率的增大而升高。通过偏光显微镜研究了六臂嵌段聚合物的结晶形貌,发现六臂sPDLLA-b-PEO生长产生环带球晶。并且通过调控聚合物与溶剂的比例和聚合物膜的厚度,发现溶剂可以减小球晶生长中积累的应力,使环带结构消失;但六臂聚合物对于几何受限的响应性较强,当膜厚减小时,环带结构重新出现。