含脂肪鏈共聚酰亞胺纖維的干法制備及其性能.pdf

1、聚酰亞胺(PI)是指分子主鏈中含有酰亞胺基的一類(lèi)高性能聚合物材料。由于分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，聚酰亞胺具有高的力學(xué)性能和很好的熱穩(wěn)定性，在航空航天、軍事和環(huán)境防護(hù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是由于聚酰亞胺本身的剛性以及分子鏈強(qiáng)烈的相互作用，造成聚合物難以溶解和熔融而導(dǎo)致加工困難，以及纖維制備過(guò)程中尚有很多問(wèn)題有待解決，影響了纖維的規(guī)?；苽?。PI纖維在國(guó)內(nèi)外曾有過(guò)廣泛的研究，但是由于成本和技術(shù)原因，目前工業(yè)化產(chǎn)品只有P84纖維。改善PI纖維的可

2、紡性，兼顧纖維的力學(xué)性能和熱性能，從而為規(guī)模化制備聚酰亞胺纖維提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)，顯得很有意義。
　　 本論文采用三元共聚的方法分別將第三單體1，6-己二胺(HDA)引入到均苯四酸二酐(PMDA)和4，4’-二氨基二苯醚(ODA)反應(yīng)體系中，合成了共聚聚酰胺酸(PAA)溶液，討論了聚合條件對(duì)合成產(chǎn)物特性粘數(shù)的影響，得到的聚酰胺酸特性粘度在0.84～1.99dL/g，通過(guò)梯度升溫法將聚酰胺酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫埘啺?。用紅外光譜(FTIR)對(duì)

3、產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并討論了柔性二胺的引入量對(duì)材料的熱性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。
　　 聚酰胺酸的熱酰亞胺化是一個(gè)隨著溫度的升高逐漸脫水環(huán)化生成酰亞胺結(jié)構(gòu)的過(guò)程。采用升溫FTIR跟蹤記錄了聚酰胺酸的熱環(huán)化過(guò)程中特征基團(tuán)吸收峰隨時(shí)間和柔性二胺引入量的變化，研究表明柔性基團(tuán)的引入提高了環(huán)化速率，加快了酰亞胺化反應(yīng)過(guò)程，有利于纖維的成型。
　　 以三元共聚的聚酰胺酸溶液為紡絲漿液，采用干法紡絲成形技術(shù)紡制出性能較為穩(wěn)定的

4、前驅(qū)體纖維，并通過(guò)高溫環(huán)化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺纖維。對(duì)制得的PAA纖維進(jìn)行了紅外、元素分析以探討其成型過(guò)程中結(jié)構(gòu)的變化。在熱酰亞胺化處理中，研究了熱處理溫度、熱處理氛圍（真空和空氣）、施加張力等因素對(duì)所得的PI纖維性能的影響。同時(shí)通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試、掃描電鏡觀察(SEM)、差示掃描量熱分析(DSC)、熱失重分析(TGA)、X射線衍射分析(XRD)等，對(duì)PAA和PI纖維的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了測(cè)試和表征。研究結(jié)果表明，當(dāng)HDA/ODA配比為2/8時(shí)