“超高强高模聚乙烯纤维研制”小试通过鉴定

由我校化纤研究所高强高模聚乙烯(PE)纤维课题组承担的石化总公司项目“超高强高模聚乙烯纤维研制”已于1991年12月8日通过技术鉴定。高强高模 PE 纤维是近年来发展起来的一种高性能纤维。它是采用新的纺丝方法——凝胶纺丝法制成的。它在国防工业和民用工业方面有着广泛的应用前景.石化总公司早在1985年就支持我校立题开展高强高模 PE 纤维的研究工作。1989年在课题组完成第一份合同后,该公司又正式下达小试项目,二年来 PE 课题组同志共同努力,根据小试合同要求进行了4个方面的研究工作,取得了以     

高强高模聚乙烯醇纤维的研制(简报)

本文为采用冻胶纺丝方法制取高强高模聚乙烯醇纤维的初步研究结果。聚合体的分子量(■_w)分别为7.5×10~4和10.1×10~4,制得纤维的强度高达115.7cN/tex,模量为1510cN/tex。文中简要地讨论了纺丝工艺、冻胶纤维的结构、冻胶纤维的拉伸及纤维的力学性能。     

高强度高模量 PVA 纤维研制”项目通过鉴定

高强高模 PVA 纤维可用于绳索,轮胎帘子线,橡胶增强材料,工业用布及代替石棉,还可用于纤维增强混凝土,纤维增强塑料,体育用品等方面,用途极广。国外已有采用高分子量 PVA 树脂纺制高强高模 PVA 纤维。我校化纤研究所吴清基副教授和沈德兴副处长主持的上海市科学技术发展基金局管项目“高强度高模量 PVA纤维研制”课题组,经过三年研究已全面完成市科委下达的该项目技术指标,于1992年2月29日在上海市高     

高强高模聚乙烯醇纤维的研制

本文报道了不同溶剂条件下PVA的溶解工艺及不同纺丝条件对纤维性能的影响,模索出采用普通分子量的PVA加硼酸用水溶解进行干湿法或湿法纺丝,然后经过多道湿热和干热拉伸制取高强高模量维纶纤维的一种新的工艺条件,所得纤维的强度可达11.35cN/dtex初始模量达363.44cN/dtex,从而能满足其作为产业用途的性能要求。     

纺丝工艺对高相对分子质量Lyocell 纤维素纤维性能的影响

使用高相对分子质量的纤维素——医用脱脂棉(铜铵法聚合度DP＝1400)为纺丝原料，N—甲基吗啉—N—氧化物(NMMO）作溶剂，采用Lyocell工艺进行纺丝制备高强高模纤维素纤维；通过正交设计和系统试验，考察了纺丝工艺参数(气隙长度，拉伸比，凝固洛浓度和喷丝板孔数)对最终Lyocell纤维机械性能的影响。结果表明，对于这一体系，纺丝工艺参数对纤维的拉伸强度、初始模量及断裂伸长率都有不同程度的影响；在工艺优化的基础上，制备出了拉伸强度8．9cN／dtex，初始模量163cN／dtex的高强高模纤维素纤维。     

UHMWPE冻胶纤维超倍拉伸性能研究

超倍拉伸是制备高强高模聚乙烯纤维的有效途径。研究了萃取、干燥工艺及拉伸速度、浸度等对超高相对分子质量聚乙烯冻胶纤维拉伸性能的影响。结果表明：聚乙烯冻股纤维最大拉伸倍数随萃取除油率的增加而增加；纤维萃取后干燥时有一最佳干燥温度，为25℃左右；随冻胶纤维萃取干燥收缩率的增大，纤维结晶度增加，拉伸性能变差；聚乙烯纤维的拉伸速度不能太高，拉伸温度存在一最佳范围。     

热处理方法对高强高模聚乙烯醇纤维性能的影响

对聚乙烯醇初生纤维,以硫酸钠水溶液为凝固剂,采用湿法纺丝工艺,经湿热拉伸、干燥、热拉伸及热定型后,制得高强高模聚乙烯醇纤维。本文探讨热处理方法对高强高模聚乙烯醇纤维性能的影响。结果表明:初生纤维负拉伸为30%、初始拉伸3倍、湿热拉伸1.5倍、225℃热拉伸3倍,热定型30s的聚乙烯醇纤维,纤维强度为13.7c N/dtex,初始模量为309.3c N/dtex。     

PVA纤维增强高性能水泥基材料的韧性

采用低掺量(纤维体积率为1%~2%)的高强度高弹模聚乙烯醇纤维(简称PVA纤维)进行延性纤维基材料韧性的研究,分析了材料组成参数(PVA纤维体积率、纤维长径比、界面改性剂和砂灰比等)对高强度高弹模PVA纤维增强水泥基材料韧性的影响。结果表明,使用高强度高弹模PVA纤维以及通过材料组分优化,可以在低体积率下得到高韧性水泥基复合材料,凹土可以做为PVA纤维的一种界面改性剂。     

热风干燥技术在高强高模PVA纤维生产过程中的应用研究

本文研究了采用循环热风的加热方式,用燃气作为加热热源,以热风进行循环利用的PVA纤维干燥技术。利用该技术所生产的高强高模PVA纤维,其平均强度≥13CN/dtex、模量320CN/dtex,且获得的纤维产品外观显银白色,分散性一级品率可稳定控制在90%以上。     

PA6/PVA复合纳米纤维的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备了PA6/PVA复合纳米纤维.分析了不同质量比的PA6/PVA共混纺丝溶液的粘度、电导率、表面张力,并探讨其静电纺丝效果.采用扫描电镜、红外光谱、表面张力仪等对纳米纤维膜的形貌结构、成分相容性及亲水性能进行表征.结果表明,在纺丝电压为19kV、纺丝距离为20cm、丝液流量为0.2mL/h的条件下,共混溶液质量比为12%∶4%时的静电纺丝所得纤维具有良好的形貌,复合纳米纤维中PA6与PVA具有良好的相容性,并有效地克服了纯纺PVA纳米纤维在水溶液中出现的过度溶胀问题.     

冻胶纺PVA纤维的超拉伸研究

通过测定聚乙烯醇(PVA)冻胶纤维的表观拉伸粘度(η)与温度(T)的函数关系,求得了表观拉伸活化能(Ea)。试验表明,PVA 冻胶纤维在不同的拉伸温度区间呈现不同的活化能。当温度为70～135℃时 E_(a1)为5.3～9.2 kJ/mol;135～160℃时 E_(a2)为45～54kJ/mol.应用正交设计试验对拉伸参数进行了选择,在优化的拉伸条件下 PVA 冻胶纤维可实现高倍拉伸(超拉伸)。随着拉伸倍数的提高,纤维的结晶度和取向度提高,但在超拉伸的情况下,二者增加不明显。纤维的抗拉强度则随拉伸倍数的增加而单调增加。在本实验条件下当拉伸倍数为60时,PVA 纤维抗拉强度达11.3cN/dtex,模量达323cN/dtex,远高于湿法成型纤维。     

聚乙烯醇/壳聚糖复合纳米纤维的制备和性能研究

采用高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/壳聚糖(PVA/CS)的复合纳米纤维。通过扫描电子显微镜考察了纯聚乙烯醇PVA纤维和PVA/CS复合纳米纤维的形貌变化。研究表明,随着纺丝溶液浓度的不断增大,所得的纤维形貌越来越规则,纤维直径也逐渐变大。这种具有良好生物相容性的PVA/CS复合纳米纤维有望在生物医学方面得到应用。     

由溶致液晶制备高强高模纤维素纤维

工业生产的三醋酯纤维素(分子量约 10～5)溶解在三氟乙酸(TFA)和二氯甲烷(CH_2CI_2)混合溶剂中,在一定浓度下可形成液晶。选择了不同条件进行液晶纺丝,再把初生纤维经过235℃热处理,通过不同皂化处理,得到强度为11.02cN/dtex,模量为 348.98cN/dtex的高强高模纤维素纤维。X-光衍射分析表明该纤维素纤维属于纤维素I族。     

苯丙乳液制备及其电纺微纳米纤维结构的研究

通过乳液聚合的方法制备了水相苯丙乳液(PSBA),并将其应用于静电纺丝制备出微纳米纤维结构。采用红外光谱、差示扫描量热仪(DSC)和动态光散射仪分析并表征了聚合物的化学组成、热稳定性,并得到了均一稳定的苯丙乳液。通过扫描电镜(SEM)研究了纺丝电压及纺丝液中苯丙乳液与聚乙烯醇(PVA)质量比对苯丙乳液电纺微纳米纤维结构的影响,结果表明,改变纺丝液PSBA、PVA质量比能够得到可控性的纤维结构;纺丝电压对纤维中串珠状结构形成有一定影响,且电压越高,纤维直径越小。     

氯化锂对静电纺PVA纳米纤维的拉伸过程的影响

在静电纺丝过程中,如果纺丝液完全绝缘或者使用的电压不够高,静电力就不能克服表面张力,这时无法纺制纤维.在纺丝液中加入适量的盐,可以增加射流的表面电荷,射流在电场中的受力发生改变,使得纤维容易纺出.在聚乙烯醇(PVA)中添加不同质量分数的无机盐氯化锂后,对静电纺丝过程中的纤维形态产生影响.实验结果表明氯化锂显著降低了PVA溶液的表面张力,纺丝过程变得容易,纤维拉伸更显著.实验结果与理论研究的结果十分吻合.     

n-HAP/PVA共混复合纤维的制备及其结构和性能

通过凝胶纺丝法制备具有生物相容性的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇(n-HAP/PVA)共混复合纤维.将硅烷偶联剂修饰后的n-HAP均匀分散在PVA溶液中,制得一系列不同n-HAP质量分数的n-HAP/PVA共混复合纤维.用哈克流变仪研究了n-HAP/PVA纺丝原液的流变性能,n-HAP/PVA纺丝原液呈现非牛顿流体的特性,其剪切黏度随n-HAP质量分数的增加而增加.在傅里叶变换红外光谱(FT-IR)中可以看出n-HAP与PVA之间存在明显的氢键相互作用力,通过扫描电子显微镜(SEM)观察到n-HAP均匀地分散在PVA基体中,加入适量的n-HAP对共混复合纤维的热学性能和断裂强度都有一定的提高.     

苯丙乳液制备及其电纺微纳米纤维结构的研究

通过乳液聚合的方法制备了水相苯丙乳液(PSBA)，并将其应用于静电纺丝制备出微纳米纤维结构。采用红外光谱、差示扫描量热仪（DSC）和动态光散射仪分析并表征了聚合物的化学组成、热稳定性，并得到了均一稳定的苯丙乳液。通过扫描电镜（SEM）研究了纺丝电压及纺丝液中苯丙乳液与聚乙烯醇（PVA）质量比对苯丙乳液电纺微纳米纤维结构的影响，结果表明，改变纺丝液PSBA、PVA质量比能够得到可控性的纤维结构；纺丝电压对纤维中串珠状结构形成有一定影响，且电压越高，纤维直径越小。     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法,以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝/聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液,并通过静电纺丝技术纺制了Al(NO3)3/PVA有机-无机杂化纤维,经高温锻烧后得到了平均直径约为50～250nm无机纳米氧化铝纤维。     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法，以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝／聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液，并通过静电纺丝技术纺制了Al（NO3）3／PVA有机-无机杂化纤维，经高温锻烧后得到了平均直径约为50-250nm无机纳米氧化铝纤维。     

静电纺丝制备PVA/PAA/GO三元复合纤维材料

采用静电纺丝技术成功制备聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)/氧化石墨烯(GO)三元复合纤维材料,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)等技术对复合纤维材料的形貌及组分进行了表征。同时详细研究了制备过程中组分浓度、针头尺寸与加入量的最优条件。结果表明,PVA的浓度在8%~9%范围内能够单独纺丝形成均匀的纤维结构,加入PAA/GO混合溶液后,控制适当粘度即可电纺成丝且热处理后形成的纤维由水溶性转变为非水溶。本研究工作为静电纺丝复合纤维材料的设计与制备提供了有益的探索。