分子结构对聚酰亚胺的合成及性能的影响

以PMDA(均苯四甲酸酐)和ODPA(单醚酐)为主要原料,制备了两种分子结构的聚酰亚胺(PI)膜,并考察了其预聚体聚酰胺酸(PAA)溶液的特性黏度[η]和亚胺化后PI膜的力学性能、热性能。研究结果表明:PAA溶液的[η]随分子链柔性增加而递减;亚胺化后醚键相对较多的PI能够改善大分子链的柔韧性,使其具有较好的膜基附着力、柔韧性和抗冲击强度;两种结构PI膜的热分解温度均超过510℃。     

高温对几种有机高性能纤维力学性能及结构的影响

轻质高强、温度适应范围广的有机高性能纤维常应用于高温过滤、国防军事、特殊防护、航空航天等领域。为探究几种有机高性能纤维的耐热性能及结构变化,采用扫描电子显微镜、热重分析仪、傅里叶红外光谱仪研究了聚酰亚胺纤维(PI)、聚芳酯纤维(PAR)Vectran~?、聚芳酯纤维(PAR)Yokolar~?和芳纶Ⅲ纤维在200℃～350℃高温下处理一定时间后的表面形貌、拉伸性能、化学结构变化。结果表明:PI、Vectran~?、Yokolar~?和芳纶Ⅲ单纤维拉伸断裂应力分别为3.3 GPa、4.0 GPa、3.9 GPa和5.0 GPa,经过200℃～350℃高温条件长时间处理后,PI纤维表面无明显缺陷,其余三种纤维沟槽、颗粒等缺陷结构增多;PI纤维的红外光谱图特征峰没有特别明显的变化,相应官能团未被高温完全破坏,其他三种纤维红外光谱图中特征峰强度有不同程度减弱或消失,有化学键发生断裂;耐热性能PI芳纶ⅢVectran~?Yokolar~?,质量损失5%时对应的温度分别为529℃、506℃、472℃和445℃;分子链的断裂和表面缺陷增多是纤维力学性能下降的关键影响因素。     

碳纳米管/聚酰亚胺复合纤维的制备及性能

为提高聚酰亚胺(PI)纤维的各项性能,以原位聚合的方法将NH_2-MWCNTs引入PI基体,采用两步湿纺工艺制备了一系列NH_2-MWCNTs/PI复合纤维。SEM结果表明:复合纤维成形良好,NH_2-MWCNTs在基体中均匀分散。FTIR测试结果表明:NH_2-MWCNTs与PI分子链间存在氢键相互作用,可以有效提高复合纤维的力学性能。WAXD测试证明:NH_2-MWCNTs的加入有利于PI分子链间形成规整堆砌结构,当NH_2-MWCNTs含量增加时,复合纤维的结晶度有明显提高,而且NH_2-MWCNTs加入后,复合纤维的热性能和尺寸稳定性都有了明显提升。当NH_2-MWCNTs质量分数为0.75%时,纤维的强度和模量分别为2.7 GPa和109 GPa。     

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。     

干法纺聚酰亚胺纤维的结构与性能

以均苯四甲酸二酐、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚为原料,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,制得聚酰胺酸(PAA)纺丝液,采取干法纺丝制得PAA初生纤维,将PAA初生纤维经过300~380℃的热处理后,得到聚酰亚胺(PI)初生纤维,在400℃下对PI初生纤维进行热拉伸,最终得到PI纤维,研究了热处理温度、热拉伸倍数等对PI纤维的结构与性能的影响,比较了PI纤维与P84纤维和芳纶1313的性能。结果表明:在300~380℃的热处理温度下,随着温度升高,PI纤维的力学性能降低,最佳热处理温度为300℃时制得的PI初生纤维于400℃下进行热拉伸3.0倍,所得PI纤维的断裂强度为5.8 c N/dtex,初始模量为69.4c N/dtex,其力学性能优于P84纤维及芳纶1313;PI纤维在空气中失重5%和10%的温度分别为560,570℃,其起始分解温度高于P84纤维和芳纶1313,热性能更好;PI纤维经高温热拉伸,纤维内部分子链沿纤维轴向高度取向,表现出典型的取向诱导结晶效应。     

特种纤维及其他合成纤维

,64160热处理对主链上有柔性链单元的热致性液晶聚醋初生纤维性能的影响K和n 5.K.…;Eur.Poz脚.J.,1994,30,(9),p.1081一1 088(英)分子中含有4,4,一对苯二甲酸二苯醋中间相单元,以及含有癸甲撑和己甲撑两种柔性间隔基的半柔性热致液晶聚酝,是由4,4,一二经基一1,10一二苯氧基链烷和对苯二甲酞氯,在变化主链上主链中上述两种脂肪墓单元之比的不同条件下反应制得。该聚酣的初生纤维随着喷头拉伸比的增加,显示了较好的取向和较高的模量。以低喷头拉伸比纺制的热处理过的纤维,模量和抗张强度均有提高;而以高喷头拉伸比纺出的初生纤维,经热处理…     

静电纺丝制备甚低介电常数聚酰亚胺/纯硅沸石复合纤维膜

采用静电纺丝技术制备聚酰亚胺(PI)纤维膜,并通过考察纺丝条件对PI纤维形貌的影响确定制备PI纤维膜的合适条件。在此基础上,将3-氨丙基三乙氧基硅烷表面改性纯硅沸石纳米晶(A-PSZN)引入聚酰胺酸(PAA),通过静电纺丝及热酰亚胺化处理制备PI/A-PSZN复合纤维膜,并对纤维膜的介电常数和力学性能进行详细研究。研究结果表明制备形貌规整的PI纤维的合适条件为:PAA溶液固含量为15%(wt),外加电压为15 k V,接收距离为15 cm;在1 MHz测试频率下PI纤维膜的介电常数为1.61,尽管添加A-PSZN并未对纤维膜的介电常数带来明显影响,但是有利于提高纤维膜的力学性能,PI/7%(wt)A-PSZN杂化纤维膜的杨氏模量和拉伸强度分别由基体的0.15 GPa和29.4 MPa提高至0.584 GPa和41.3 MPa。     

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。     

表面构建聚多巴胺制备抗紫外线PBO纤维

基于聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维分子链中噁唑五元环不稳定,紫外光辐射下噁唑环发生开环,大分子发生断裂,导致力学性能急剧下降的问题,通过PBO纤维表面涂覆聚多巴胺(PDA)分子链的方法,合成了耐紫外PBOPDA改性纤维。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、广角X射线散射等分析手段研究了表面涂覆对PBO纤维表观形貌、超分子结构、微纳结构及抗紫外老化性能影响。结果表明：经过288 h紫外光辐射,PBO纤维分子链中产生酰胺基团,结晶峰的位置较老化前相对向右移动,结晶区的微小晶体发生相对滑移,结晶度、晶面取向度降低,结晶区出现解取向,原纤间微孔的直径、长度增大,纤维表面出现多条平行排列细长条纹,纤维力学强度急剧下降;而改性PBO-PDA纤维氮气氛围下热分解温度为693.6℃,仍具有良好的热分解稳定性,经紫外老化288 h后的PBO-PDA纤维具有较好抗紫外线能力,表层PDA分子链可有效阻隔紫外光对内部PBO纤维的破坏,纤维结晶度改变较小,纤维内部微孔直径长度增大幅度较小,分子结构没有额外基团产生,拉伸强度仍为1.55 GPa,拉伸强度保留率为37.26%。     

国产高强高模芳纶Ⅲ纤维的拉伸性能测定

对11批次国产高强高模芳纶Ⅲ纤维进行了拉伸性能检测,结果表明:9批次的芳纶单束纱拉伸强度在4.78~5.32 GPa之间,拉伸弹性模量在123.71~129.26 GPa之间,断裂延伸率在3.87%~4.20%之间,离散系数均小于5%;2批次的合股束纱拉伸强度在4.96~5.02 GPa之间,拉伸弹性模量在106.7~107.7 GPa之间,断裂延伸率为4.60%,离散系数均小于5%,证明国产芳纶Ⅲ纤维已经具备了较好的力学性能。