PPTA纤维原纤化的研究进展

阐述了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的结晶结构及其原纤化的机理,综述了国内外PPTA纤维原纤化的研究进展。PPTA纤维具有皮芯结构,芯层含有高度取向的多重原纤。PPTA浆粕的制备方法主要分为机械法以及直接成型法,其关键技术在于控制纤维原纤化程度,保持纤维强度以及解决分散性能。机械法制备浆粕的方法包括磨浆设备的改进,在聚合体系中添加其他聚合物改善纤维的磨浆性能以及混合其他易原纤化纤维磨浆等。直接成型法包括沉析法和凝胶法,相对于机械法制浆,直接成型法具有工艺流程简单的优点,但是使用此方法制备浆粕,难以控制原纤的形状,纤维强度低。     

裂解气相色谱法研究聚对苯二甲酰对苯二胺纤维热分解

采用裂解气相色谱质谱法研究了在400￣700℃之间聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(PPTA)的裂解产物组成。400℃时裂解,仅检测到8种裂解产物。随裂解温度上升,裂解产物急剧增加。在700℃时,检测到45种裂解产物,主要特征裂解产物为苯、氰苯、苯胺、苯甲酸、1,4-对苯二胺、苯甲酸N2-苯肼等。聚对苯二甲酰对苯二胺裂解过程中,发生链剪切作用,由聚合物链断裂成单体,经重排、环化、次级反应等形成了各种裂解产物。作出了PPTA裂解过程示意图。     

硅烷改性PPTA纤维的表面粘结性能研究

采用未干燥的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维,以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)溶液对其进行表面改性,分析了改性前后PPTA纤维的表面元素、形貌结构以及力学性能的变化,并通过微脱胶法和激光拉曼光谱法研究了PPTA纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度。结果表明:经VTMS溶液改性后,PPTA纤维表面产生了新的极性官能团,表面粗糙度增加;随着VTMS溶液浓度增大或处理时间增加,PPTA纤维/环氧树脂界面剪切强度逐渐增大,PPTA纤维的力学性能略为降低;较佳改性处理条件为VTMS溶液质量分数6%,处理时间5 min;经VTMS溶液改性处理后,PPTA纤维与树脂间的粘接性能提高,延缓了纤维轴向应力的传递。     

低温溶液缩聚PPTA共聚物的直接湿法纺丝研究

采用低温溶液缩聚法,在聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚合体系中引入了一定量的4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA),制备出了高黏度的改性PPTA纺丝原液,并直接进行湿法纺丝;研究了使用不同黏度的纺丝原液时,拉伸倍数、凝固浴温度、凝固浴浓度等纺丝工艺条件对初生纤维力学性能的影响,确定了最佳的湿法纺丝条件;借助扫描电镜、热重分析仪、红外光谱、X射线衍射对纤维的结构和性能进行了表征。结果表明:4,4'-ODA被成功地引入到PPTA中,但改性PPTA的结晶性能和耐热性能下降;当改性PPTA纺丝原液的比浓对数黏度(ηinh)从2.12 dL/g增大至2.58 dL/g,拉伸倍数从1.25增加至2.27时,改性PPTA纤维的强度均有所增加;最佳纺丝条件为改性PPTA的ηinh2.58 dL/g,纺丝温度50℃,拉伸倍数2.27,凝固浴为N-甲基吡咯烷酮与水的体积比1∶9,凝固浴温度30℃,在此条件下可制得改性PPTA初生纤维的断裂强度为4.22 cN/dtex,断裂伸长率为24.9%,模量为105.98 cN/dtex。     

热拉伸处理温度对PPTA纤维结晶和力学性能的影响

为提高国产聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的拉伸模量，采用热拉伸法在不同温度下对PPTA纤维进行处理，利用纤维强伸度仪、乌氏黏度计、X射线散射仪对纤维进行测试，研究热拉伸处理温度对纤维结晶性能和力学性能的影响。结果表明：随着热处理温度的升高，PPTA纤维的拉伸强度降低，模量先增大后减小，在440～480℃时综合力学性能较好；PPTA纤维的结晶度与模量变化趋势相似，在拉伸温度为500℃时结晶度最大为74.0%;与未处理PPTA纤维相比，热拉伸处理后纤维的晶粒尺寸增大，取向度提高；比浓对数黏度与拉伸强度的变化趋势一致，随着热处理温度的升高而降低。     

高粘度PPTA纺丝工艺研究

针对高相对分子质量聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的溶解工艺进行了实验,系统地研究了相对分子质量对溶解性能以及纤维结构的影响。结果表明,高相对分子质量PPTA存在不易溶解且容易降解的问题,但从纤维结构的角度考虑,提高相对分子质量对于纤维力学性能的提高是有利的。     

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维专利技术综述

对涉及聚对苯二甲酰对苯二胺纤维领域的国内相关专利进行了收集,并对收集到的专利申请情况和关键专利技术进行了分析,为进一步拓宽技术创新思路和构建专利保护体系提供了参考信息。     

PPTA低温硫酸溶解工艺研究

针对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)在硫酸中的溶解工艺进行实验和研究,系统的对比了PPTA各在固相硫酸中和液相硫酸中的溶解工艺,实验结果表明:固相硫酸溶解PPTA能提高溶解速度、浆液的均匀性和改善浆液的过滤性;同时能防止PPTA溶解时的热降解作用,非常有利于提高纤维的强度。     

聚对苯二甲酸甲二酯的热分解行为及其动力学研究

研究了惰性气氛下聚对苯二甲酸甲二酯(PMT)的非等温热分解行为及其动力学,并与聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT)进行了对比。研究发现,PMT的热降解过程包括两个主要失重阶段,其热分解反应不是一级反应。第一阶段的起始分解温度较低是由于产物的分子链末端基中含有Br或Cl能催化聚合物的降解反应;第二阶段为分子链主体的热分解过程,由于分子链中苯环的密度较大,分子链的热稳定性比具有较低苯环密度的PBT要高。而PBT的降解失重过程仅为一个阶段,为一级反应。     

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的表面改性

采用磷酸在超声下对聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维进行表面改性，并根据试验条件进行了正交试验设计。对处理后的样品进行了扫描电镜、接触角、单丝断裂强度测试。结果表明该方法能够在对纤维本身力学性能无明显损伤的情况下，有效地改善其表面润湿性。另外还对试验结果进行了统计分析，对最佳试验条件的选择进行了初探，并讨论了各个因素对试验结果影响的显著性大小。     

用热分析方法研究药物降解过程及动力学

用热重法（TG），微分热重法（DTG）。和差热分析法（DTA）研究药物甲磺酸多沙唑嗪（C24H29N5O8S）在空气流中的热氧降解过程和热氧降解动力学，发现该药物的热氧降解过程由四个紧连步骤组成。用Coats-Redrern方程进行动力学处理，确定该药物热氧降解的表观反应级数分别为1.1 1.5 1.5 1.2和反应活性能为353.7KJ/mol 239.5KJ/mol 229.9KJ/mol 167.2KJ/mol。     

药物盐酸曲普利啶的热降解过程及动力学研究

研究药物盐酸曲普利啶在氮气流中的热降解过程及热降解动力学 ,发现药物盐酸曲普利啶热降解过程由五个紧连步骤组成。用Coats-Redfern方法进行动力学处理 ,确定药物盐酸曲普利啶热降解的表观反应级数为 1.1、1.1、1.5、1.1、1.5和反应活化能为 85 .7kJ/mol、16 6 .8kJ/mol、2 2 2 .8kJ/mol、2 37.8kJ/mol、2 93.4kJ/mol     

铝试剂热氧降解动力学研究

本文在用热分析方法研究了铝试剂的热氧降解历程后＾［１］,用Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｒｎ方程进行动力学处理,确定铝试剂热氧降解的表面反应级数为１．８、１．６、１．５、０．８２和活化能力６０．２ｋＪ／ｍｏｌ、１１３．３ｋＪ／ｍｏｌ、６５．２ｋＪ／ｍｏｌ、２７４．２ｋＪ／ｍｏｌ。     

药物氯甲双磷酸钠的热氧降解过程及动力学研究

通过用热重法(TG)、微分热重法(DTG)和差热分析法(UTA)研究药物氯甲双磷酸钠(NaHPO_3)_2CCI_2·4H_2O)在空气流中的热氧降解过程和热氧降解动力学,发现其热氧降解过程由四个紧连步骤组成.用Coats-Redfern方程进行动力学处理,确定该药物热氧降解的表观反应级数分别为1、1.2、1.1、1.3和反应活化能为112kJ/mol、301Kj/mol、217.4kJ/mol、108.7kJ/mol.     

聚丙烯／纳米碳管复合材料热降解动力学研究

以TGA为手段,进行了聚丙烯／纳米碳管复合材料的热降解动力学研究,采用了Kissinger和Vlynn—Wall—Ozawa两种方法计算了复合材料降解反应活化能。TG及DTG结果表明：降解一阶段完成。在5℃／min、10℃／min、20℃／min、40％／min升温速率下,最大热失重速率温度分别为441℃、452℃、477、486℃。随着加热速率的增加,热解温度向高温处横向位移。采用Kissingger法计算获得的活化能为36．298kJ／mol,采用Flynn—Wall—Ozawa法获得的活化能为215．95kJ／mol,均大于纯聚丙烯的活化能,纳米碳管的引入使材料的降解变得困难,热稳定性提高。     

Thermal Stabilities and Thermal Degradation Kinetics of a Styrene-Butadiene-Styrene Star Block Copolymer

The thermal and thermo-oxidative degradation behaviors of styrene-butadiene-styrene (SBS) star block copolymer were reported using thermogravimetric analysis (TGA). TGA coupled with Fourier Transform Infrared spectroscopy was used to characterize the degradation volatile of SBS in air atmosphere. The thermal degradation kinetics of SBS in nitrogen and air atmospheres was studied in three steps: (1) the activation energies E _α were estimated by iterative method; (2) the proper form of f(α) was deduced by Popescu method; (3) the results obtained by above steps were used in determination pre-exponential factor A.     

热降解动力学方法研究ABS的降解机理

在空气气氛下,采用热重分析(TGA)研究了不同升温速率下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的热降解过程,分别使用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger法对降解过程进行动力学分析。结果表明,ABS降解包含2个阶段,350~450 ℃之间发生降解反应,同时伴有交联反应,降解活化能（Ea）在200 kJ/mol左右,转化率在80 %~90 %时发生炭化反应,Ea提高到262.81 kJ/mol;500~600 ℃之间是残炭的氧化,Ea降低到130 kJ/mol左右,炭层稳定性较差。ABS的降解过程反应级数为0.946,降解受到随机成核与生长机理控制,降解在ABS基体内进行,而不是表面,所以降解气体燃烧不完全,易产生黑烟和熔融滴落。     

过氧化二异丙苯在聚乙烯切片中的热降解动力学

采用差示扫描量热法(DSC)研究了过氧化二异丙苯(DCP)在聚乙烯(PE)切片内部的热分解过程,结果表明,可以通过不同DCP含量样品的反应放出热焓与DCP含量的关系曲线呈很好的线性关系;应用Arrhenius方程描述了DCP在PE切片内部的热分解反应动力学,结果表明DCP的热分解反应可以按一级反应动力学进行,从而求得热降解过程的表观活化能和频率因子。     

丙烯酸树脂及其复合材料热降解动力学研究

采用热重分析仪研究了丙烯酸树脂(AR)和粒径不同玻璃纤维/丙烯酸树脂(GF/AR)复合材料的热降解过程,比较了不同粒径的GF对AR复合材料的热稳定性和其热降解过程的影响,并结合扫描电镜表征了其微观形貌。采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算了AR和GF/AR复合材料的热降解动力学活化能,并运用Coats-Redfern法确定了AR和GF/AR复合材料对应的热降解反应机理函数。结果表明:AR和GF/AR复合材料呈现出相似的热分解阶段,GF有助于提高材料的热稳定性且与基体结合较好、分散较均匀;通过不同的计算方法获取了相应的活化能并确定了相应的机理函数。     

Polymethacrylate Networks: Thermodynamics and Kinetics of Thermal Degradation

Abstract

Several types of oligoesteracrylates are synthesized and the crosslinked polymers obtained from these oligomers subjected to thermal decomposition. A detailed study of thermodynamics and kinetics of degradation of these network polymers is presented.