高科技纤维概论

本书主要介绍近30年来新发展起的采用高技术新工艺研制生产的以芳香族纤维、碳纤维为代表的高强、高模耐高温的高性能纤维(High Performance Fibers)[也有人称为超级纤维(Super Fibers)],在仿真仿生技术的基础上开发的超真纤维、高感性纤维和具有特殊功能(如抗静电、膜分离、医疗保健、光、电、热等功能)的纤维(Function Fibers).书中叙述了这些纤维的制造工艺技术、结构与性能、大分子高次构造的基础理论、纤维的应用领域和高科技纤维的发展新趋热.     

对苯二甲酰氯溶液进料法双螺杆连续缩聚制备聚对苯二甲酰对苯二胺

采用双螺杆挤出机作为主反应器,对对苯二甲酰氯(TPC)溶液进料连续化生产工艺进行了探索.分析了TPC二次投料比、TPC质量分数、溶解温度、放置时间、主反应温度等因素对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚合体比浓对数黏度的影响.同时研究了螺纹结构组合、螺杆的转速对停留时间和PPTA比浓对数黏度的影响.结果表明,TPC溶液进料法较易精确计量,并可以采用啮合同向旋转的双螺杆作为主反应器,连续化制备较高相对分子质量的PPTA.     

预热处理对高相对分子质量聚乙烯增塑熔纺纤维拉伸性能的影响

高相对分子质量聚乙烯的增塑熔纺,由于聚合物浓度较高,大分子缠结多,纤维超拉伸比较困难,难以达到高强度。采用预热处理的方法,改善了纤维的拉伸行为和力学性能。经WAXD、SEW分析发现,预热处理后大分子网络相互靠近,使片晶厚化,晶粒尺寸变大,而纤维结晶度有所减小,有利于超倍拉伸的进行。这里最佳热处理温度为115～130℃,最佳热处理时间为3～10 min。     

EFFECTS OF PROCESS CONDITIONS ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF GEL-SPUN PVA FIBERS

Some noticeable effects of process conditions, such as coagulation bath, solvent extraction, drying shrinkage and ultra-drawing, on the structure and properties of gel-spun PVA fibers are studied and discussed. High strength and high modulus PVA fibers with tensile strength of 11.3 cN / dtex and initial modulus of 430 cN / dtex have been obtained.     

溶解对PPTA结构性能的影响

采用性能相同的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)原料在双螺杆中进行溶解实验,通过红外和热失重测试分析测定溶解过程对PPTA结构以及热性能的影响.分析溶解时间、温度、溶液质量分数、硫酸质量分数、双螺杆转速等溶解条件对PPTA的比浓对数黏度ηinh、相对分子质量的影响.实验结果表明,整个溶解过程中的各种影响因素对PPTA的比浓对数黏度均有负面影响,PPTA会发生部分的降解.     

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)凝胶纤维串晶结构形成机理的研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在凝胶纺丝工艺条件下超分子结构的形成及其机理是目前正在研究的热门课题。本文借助扫描电子显微镜(SEM)、广角 X 射线衍射(WAXD)、小角 X 射线(SAXS)和透射电子显微镜(TEM)等手段初步研究和探讨了 UHMWPE 凝胶丝在超拉伸过程中超分子结构的形成过程及机理,发现拉伸后纤维具有明显的串晶结构并有部分向连续结晶体结构转化,而且认为这一超分子特征结构是纤维取得高性能的内在结构原因。     

气固相反应制备羟乙基甲壳素的水溶性影响因素

羟乙基甲壳素是甲壳素的一种水溶性醚化产物，采用气固相制备方法可以得到水溶性好、醚化度高的羟乙基甲壳素．研究制备过程中影响产物水溶性的相关因素，得到制备良好水溶性的羟乙基甲壳素的较佳实验参数．     

电纺丝制备高聚物纳米纤维

通过自制的电纺丝装置获得高聚物纳米纤维，发现不同高聚物纳米纤维具有不同的直径范围。对影响所得纳米纤维直径的静电压、高聚物溶液浓度等过程参数作分析，认为静电压与高聚物溶液浓度是影响试验进行的关键因素，并制约着其他工艺参数的调整。同时，结合静电喷雾及高速纺丝的理论对纺丝电子流体动力学过程作了一定探讨。     

纳米SiO2对UHMWPE溶液流变性质及其结晶性能的影响

将纳米SiO2经偶联剂处理后，采用溶液共混法制成UHMWPE／纳米SiO2溶液。研究了表面处理后纳米SiO2在UHMWPE中的分散性能和纳米粒子及抗氧剂的添加对溶液粘度及结晶性能的影响。结果表明：表面处理后纳米SiO2在UHMWPE溶液中可达到纳米级均匀分散；溶液粘度及粘流活化能随纳米粒子加入量的增加而增大；抗氧荆和纳米粒子的添加对PE的结晶形态都没有影响；抗氧剂的加入使UHMWPE的结晶度变大，晶粒尺寸变小，而纳米SiO2粒子的加入使UHMWPE的结晶度变小，晶粒尺寸变大。     

马来酸酐接枝聚丙烯流变性及可纺性的研究

通过毛细管流变仪测定了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)在高温(230～260℃)高剪切速率(100～1500s^-1)下的流变性能，并在熔融纺丝机上研究了该接枝共聚物的可纺性。结果表明PP-g-MAH的剪切粘度在低剪切速率时比PP高，在高剪切速率时则低。PP-g-MAH的粘流活化能比PP的稍高，且随接枝率的增加而增大。马来酸酐接枝聚丙烯在250～260℃具有良好的可纺性。