共聚聚酰亚胺纤维的制备及其性能研究

采用4,4’-二氨基二苯醚和1,6-己二胺(HDA)为二胺单体,与均苯四甲酸酐(PMDA)在二甲基乙酰胺(DMAc)中共聚得到聚酰胺酸(PAA)纺丝原液,通过干法纺丝工艺路线纺制PAA初生纤维,利用热酰亚胺化制备了共聚型聚酰亚胺(PI)纤维;通过红外光谱分析、动态力学分析、热重分析、X射线衍射等手段分析了PI纤维的力学性能及热性能。结果表明:红外光谱分析发现HDA的长亚甲基链引入到PI的链中;当HDA质量分数为20%时,PI纤维的断裂强度和模量分别为5.1 cN/dtex和76 cN/dtex;动态力学和热重分析发现,纤维的玻璃化转变温度为315～380℃,热稳定性在400℃以上;纤维经热处理后聚集态结构存在一定的有序性。     

聚酰胺酸纤维热酰亚胺化的研究

采用聚酰胺酸纤维热酰亚胺化处理方法制备聚酰亚胺纤维,研究了不同热处理条件对聚酰亚胺纤维性能的影响。结果表明,采用定长处理和持续升温方式,真空氛围,热处理温度420℃,得到的聚酰亚胺纤维性能较好,其断裂强度达5.06 cN/dtex。     

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。     

聚酰亚胺纤维的制备及其结构研究

将均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中进行溶液聚合得到聚酰胺酸(PAA)溶液,并用该溶液进行干湿法纺丝得到PAA纤维,分别用化学酰亚胺化法和热酰亚胺化法得到聚酰亚胺(PI)纤维。研究了凝固浴组成和工艺条件对PAA形态结构和纤维性能的影响,以及不同酰亚胺化方法对PI纤维形态结构和性能的影响。结果表明:以甲醇为凝固浴制备的PAA初生纤维,无孔致密,最高拉伸强度和初始模量分别为2．21 cN/dtex和40．73 cN/dtex;采用化学酰亚胺化法制得的PI纤维中存在少许孔洞缺陷,其强度较低,热酰亚胺化法制得的PI纤维无孔致密,其强度和模量分别达到2．83 cN/ dtex和43．4 cN/dtex。     

热拉伸工艺对聚醚酰亚胺纤维结构与性能的影响

采用牌号为Ultem 1010的聚醚酰亚胺(PEI)切片进行熔融纺丝,制备PEI纤维,探讨了PEI熔融纺丝的可纺性,重点研究了热拉伸工艺中拉伸倍数和拉伸温度对PEI纤维结构和性能的影响。结果表明:PEI具有良好的耐热性和较宽的加工温度范围,适合熔融纺丝;控制PEI的纺丝温度在340～350℃,卷绕速度在250～300 m/min,所得纤维的均匀性和稳定性较好;热拉伸不能促进PEI纤维结晶,无论拉伸与否,PEI纤维的结构都是无定形的;随着拉伸倍数的增大和拉伸温度的提高,PEI纤维的断裂强度和声速值都呈现出先上升后下降的趋势,在拉伸温度为220℃、拉伸倍数为3.0时,PEI纤维力学性能最好,其断裂强度达到2.6 cN/dtex;PEI纤维初始热分解温度为460.3℃,800℃时纤维的质量保持率为54.74%,具有良好的热稳定性。     

含砜基聚酰亚胺的合成及其中空纤维膜的制备（英文）

以4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)与4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜(BAPS)为反应单体,以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,合成了聚酰胺酸(PAA),将PAA溶液采用流延成膜的方法制备成薄膜;另外,将PAA溶液采用干-湿法纺丝工艺制得PAA中空纤维膜,再将PAA薄膜及其中空纤维膜在300℃左右的高温热环化制得6FDA-BAPS型聚酰亚胺(PI)膜。研究了6FDABAPS型PI及其中空纤维膜的结构与性能。结果表明:所合成的6FDA-BAPS型PI为目标产物,其在NNP、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃中具有良好的溶解性能。6FDABAPS型PI中空纤维膜外皮层致密、支撑层疏松多孔,该中空纤维膜具有较高的热学性能和力学性能,在氮气氛围中热失重5%的温度为511℃,断裂强度为26.5 MPa。     

聚酰亚胺初生纤维存放过程中结构与性能的变化

采用传统二步法合成部分成环的聚酰亚胺预聚体,经湿法纺丝得到聚酰亚胺初生纤维,探讨了纤维结构与性能随存放时间的变化。结果表明:室温下聚酰亚胺初生纤维的强度与模量随存放时间的延长明显降低,但在-15℃下,力学性能基本保持不变。初生纤维在室温下存放60d,其热分解温度从567.1℃降到了558.0℃。低温下放置可抑制初生纤维力学性能的衰减。     

干法与湿法凝胶纺丝UHMWPE纤维的结构与性能

比较干法与湿法凝胶纺丝工艺制得超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维的性能特征;采用扫描电镜观察纤维的表面形貌,利用X射线衍射计算其结晶度、晶粒尺寸及取向度,利用差示扫描量热仪测试纤维热性能等,并测试其力学性能及密度。结果表明:干法工艺制得的UHMWPE纤维较湿法工艺制得的纤维表面更为光滑、平整;采用干法工艺制得的纤维结晶度为72.54%,湿法工艺制得的为70.20%,两种工艺制得纤维均有较高的取向度;干法工艺制得的纤维断裂强度为31.87 cN/dtex,湿法工艺制得的为29.10cN/dtex,干法工艺制得的纤维力学性能更好;干法工艺制得的纤维密度增加得更大,熔点及熔融起始温度高,熔程短。     

纳米凹凸棒土改性聚氨酯纤维的结构与性能

以物理共混的方法制备了纳米凹凸棒土(AT)/聚氨酯(PU)共混纤维。通过红外测试表明:AT与PU的硬段发生相互作用,增强了PU链段之间的氢键作用。动态力学性能分析的结果表明:AT可视作为物理交联点,限制了PU分子链的运动。相对于纯PU纤维,纳米AT/PU共混纤维的拉伸力学性能有了明显的提高,热稳定性能也有一定改善。     

PPD对PAA溶液性质及其纤维结构的影响

以均苯四酸二酐(PMDA)和4,4,-二氨基二苯醚(ODA)以及PMDA,ODA和对苯二胺(PPD)共聚合成聚酰胺酸(PAA),经湿法纺丝制备PAA纤维.研究了PPD的引入对PAA原液性质及其纤维形态结构的影响.结果表明:PAA的特性粘数随着PPD含量增加而提高;PPD的引入使PAA的凝固性能及其纤维力学性能提高;凝固浴为水/乙醇,水含量较高时,含有PPD的PAA纤维截面结构变得疏松多孔;凝固浴为水/N甲基吡咯烷酮,水体积分数为70%～80%时,得到致密无孔的改性PAA纤维.     

聚醚醚酮纤维的结构与性能

采用熔融纺丝法制得聚醚醚酮(PEEK)纤维,研究了纤维的结构与性能。结果表明:PEEK纤维纵向表面比较光滑,附着少量凝胶粒子,纤维断面近似圆形,内部致密无空洞;PEEK纤维经过热拉伸定型处理后,纤维结晶度和取向度提高,纤维聚集态结构更加完善稳定;其断裂强度大于3.5 cN/dtex,断裂伸长率为30%,干热收缩率为2%;PEEK纤维在300℃下连续使用7 d后,纤维的强度保留率大于70%;紫外光辐照6d后,其强度保留率为56.45%;PEEK纤维对化学溶剂具有很好的耐腐蚀性能。     

PDS纤维的结构与性能研究

采用熔融纺丝法纺制聚对二氧杂环己酮 (PDS)纤维 ,用 IR、X衍射、DSC测试了纤维的结构、力学性能 ,在模拟体液中测试了生物降解性能 ,收缩力和收缩率。实验表明 ,PDS初生纤维具有良好的力学性能 ,在 60℃下拉伸 6倍 ,强度达 2 .97c N/ dtex,伸度 98.1% ,在模拟体液中具有优异的生物降解性 ,收缩力和收缩率均较小 ,可用作医用缝合线等医学生物材料     

含苯并双咪唑高阻燃共聚聚酰亚胺薄膜的制备及其性能研究

以二胺单体2,2′-对苯基双-(5-氨基苯并咪唑)(PBABI)、 1,4-二氨基苯二胺(p-PDA)与二酐单体3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)进行共聚,制备高相对分子质量的聚酰亚胺(PI)前驱体聚酰胺酸(PAA),再通过热酰亚胺化的方式得到含苯并双咪唑重复单元的高阻燃共聚PI薄膜;研究了PI薄膜的聚集态结构、化学结构、热稳定性、阻燃性能和力学性能。结果表明:随着苯并双咪唑单体的增多,PI薄膜逐渐从有序堆积向无定型结构演变;苯并双咪唑结构促进了PI薄膜体系中形成分子间氢键作用;苯并咪唑的引入使PI薄膜的最大热分解温度提高5℃、玻璃化转变温度提升90℃、拉伸强度提高126 MPa,同时含苯并双咪唑的PI薄膜表现出优异的阻燃性能,极限氧指数提高到54%。     

海藻酸钙纤维的结构与性能

研究了自制的海藻酸钙纤维的结构、热性能、燃烧性能以及对酸、碱和盐溶液的化学稳定性能。结果表明:海藻酸钙纤维的微观形态和粘胶纤维的相似,红外光谱结果证实了海藻酸钙纤维中"egg-box"结构的存在;海藻酸钙纤维的化学稳定性较差,随着处理液浓度和温度的升高,以及处理时间的延长,其稳定性越差;海藻酸钙纤维的热稳定性较好,极限氧指数为34.4,具有很好的阻燃性,属于难燃纤维。     

Structure and properties of UHMWPE fiber/carbon fiber hybrid composites

Ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) fiber/carbon fiber hybrid composites were prepared by inner‐laminar and interlaminar hybrid way. The mechanical properties, dynamic mechanical analysis (DMA), and morphologies of the composites were investigated and compared with each other. The results show that the hybrid way was the major factor to affect mechanical and thermal properties of hybrid composites. The resultant properties of inner‐laminar hybrid composite were better than that of interlaminar hybrid composite. The bending strength, compressive strength, and interlaminar shear strength of hybrid composites increased with an increase in carbon fiber content. The impact strength of inner‐laminar hybrid composite was the largest (423.3 kJ/m²) for the UHMWPE fiber content at 43 wt % to carbon fiber. The results show that the storage modulus (E′), dissipation factor (tan δ), and loss modulus (E″) of the inner‐laminar hybrid composite shift toward high temperature remarkably. The results also indicate that the high‐performance composite with high strength and heat resistance may be prepared by fibers' hybrid. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 101: 1880–1884, 2006     

熔纺UHMWPE纤维结构和力学性能初探

采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)切片进行熔融纺丝,拉伸倍数为22～25,对制得的熔纺UHMWPE纤维的力学性能进行测试,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对熔纺及凝胶纺UHMWPE纤维的表面形貌和结晶性进行了表征。结果表明:熔纺UHMWPE纤维的断裂强度为17.02 cN/dtex;相比凝胶纺纤维,熔纺纤维线密度大,纵向沟壑多;熔纺UHMWPE纤维结晶度为64.76%,比凝胶纺纤维的稍低,但其取向因子为0.993,大于凝胶纺纤维的。     

稀土改性丙纶的结构与性能

以钛酸酯偶联剂进行表面修饰的氧化钐(Sm_2O_3)、苯乙烯等为原料,以过氧化二苯甲酰为引发剂,采用原位悬浮聚合制备了Sm_2O_3杂化材料(Rs-PS)。再与聚丙烯(PP)共混纺丝,制得稀土改性PP共混纤维。结果表明:经表面修饰的Sm_2O_3粒子较均匀地分散在Sm_2O_3-PS杂化材料中,偶联剂质量分数为12%时修饰效果最好。Rs-PS/PP共混纤维的断裂强度较纯PP纤维略有降低,但仍能满足纺织后加工的要求。     

甲基丙烯酸正丁酯共聚纤维的结构与性能

以甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)为第二单体,与甲基丙烯酸正丁酯(BMA)悬浮聚合制得BMA/HEMA二元共聚物,采用冻胶纺丝法制备BMA/HEMA共聚纤维,研究了加入HEMA的对纤维结构与性能的影响。结果表明:随着HEMA含量的增加,BMA/HEMA纤维分子间氢键作用和物理交联作用增强,纤维的玻璃化转变温度升高,但纤维表面变得粗糙,具有疏松多孔结构,其吸附性能提高。当HEMA质量分数为15%时,BMA/HEMA纤维对有机液体三氯乙烯的吸附量达18.5g/g。     

超细聚乙烯醇缩甲醛纤维结构与性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、电子强伸仪等研究了超细聚乙烯醇缩甲醛(SF-PVFM)纤维的形态结构、结晶度、热性能和力学性能等,并与普通聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)纤维和高强高模聚乙烯醇(HTHM-PVA)纤维的结构与性能进行对比。结果表明:3种纤维中,HTHM-PVA纤维具有最规整的聚集态结构和最佳的力学性能。SF-PVFM纤维与PVFM纤维截面结构均致密无明显孔洞,但SF-PVFM纤维具有较高的结晶度和较好的性能,其结晶度为64.6%(XRD法),熔融温度为226.4℃,断裂强度为7.1 cN/dtex,模量为1 10 cN/dtex,断裂伸长率为10.7%。