微量第三單體共聚改性聚對苯二甲酰對苯二胺及其液晶紡絲研究.pdf

1、聚對苯二甲酰對苯二胺(poly(p-phenylene terephthanlamide))纖維在國內被稱為芳綸1414，由于其具有高強度、高模量、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)異的性能，因此被廣泛應用于復合材料、建材、特種防護服、電子設備等領域，是一種高科技合成纖維。
　　本文在聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)體系中引入了微量的3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)，3,4’-ODA本身具有較好的柔性且分子結構有一定的夾角，它

2、能增加PPTA分子鏈之間的距離，減弱氫鍵的作用，使共聚物的溶解性變好，從而有效推遲聚合反應相轉變的時間，得到高分子量的PPTA。
　　本文采用低溫溶液縮聚法在 PPTA體系中引入了微量的3,4’-ODA，系統(tǒng)的研究了3,4’-ODA含量、反應溫度、單體摩爾濃度、反應時間、吡啶含量、LiCl含量等一系列因素對PPTA及其共聚物相對分子量（比濃對數(shù)粘度）的影響。找出了制備共聚PPTA的最佳反應條件：反應初始溫度為-5℃，單體濃度為0.

3、3mol/L，PPD與3,4’-ODA的摩爾比為98:2，反應時間為15-20min，吡啶的用量為2.5％，聚合體系所含LiCl的質量分數(shù)為1.5%；同時對PPTA及其共聚物進行了烷基化，并通過凝膠滲透色譜(GPC)測定了其重均分子量，當PPD與3,4’-ODA的摩爾比為98:2時共聚PPTA的分子量最高。
　　通過紅外光譜表征了共聚PPTA的結構，在1220 cm-1處出現(xiàn)了C-O-C的伸縮振動，說明3,4’-ODA成功的被引入

4、了PPTA共聚體系；使用X射線衍射分析了共聚PPTA的結晶性能，結果表明，當加入微量的3,4’-ODA時就能破壞PPTA體系的規(guī)整度，使結晶度大幅降低，當繼續(xù)增加3,4’-ODA的含量時，結晶度也隨之繼續(xù)減小，但影響程度變小；對共聚PPTA進行了熱重分析，發(fā)現(xiàn)加入了3,4’-ODA以后耐熱溫度會略低于PPTA，但仍維持在一個較高的水平；將共聚PPTA溶解在98%濃硫酸中，發(fā)現(xiàn)隨著3,4’-ODA加入量的增多，共聚PPTA的溶解性逐漸變好

5、；將共聚PPTA溶解在濃硫酸中成功的制備了薄膜，測試其力學性能，發(fā)現(xiàn)當PPD與3,4’-ODA的摩爾比為98:2的時候薄膜的抗拉強度和彈性模量最好，而伸長率則隨著3,4’-ODA含量的增加而呈現(xiàn)出增加的趨勢。
　　通過冷熱臺偏光顯微鏡研究了各個比例共聚PPTA-H2SO4溶液的液晶行為，溫度從30℃到180℃，質量分數(shù)在8%到23%之間，均有不同程度的液晶現(xiàn)象產生；使用旋轉流變儀研究了PPTA-H2SO4溶液的流變性能，PPTA-

6、H2SO4溶液是典型的切力變稀流體，隨著剪切頻率的增加，儲能模量增加，損耗模量增加，而損耗正切角先增大后減小；復數(shù)粘度，儲能模量，損耗模量，損耗正切角曲線隨著質量分數(shù)的增加而上移，隨著溶液溫度的增加而下移；使用冪方程進行了擬合，得到了非牛頓指數(shù)n，n值隨質量分數(shù)的增大而增大，隨溫度的升高先增大后減小，并通過零切粘度計算了18%，20%，22%PPTA-H2SO4溶液的粘流活化能。
　　使用質量分數(shù)為10%的自制比濃對數(shù)粘度為3.5