不同纺丝法制备的聚丙烯腈纤维的结构与性能

对购买的由不同厂家采用溶液纺丝制得的3种商用聚丙烯腈(PAN)原丝和采用增塑熔融纺丝法自制的PAN纤维的结构与性能进行对比研究.试验结果表明:增塑熔融纺丝法制备的PAN纤维发生了环化、脱氢反应,放热峰宽化,放热焓较低,玻璃化转变温度较高,纤维的拉伸断裂强度均高于3种商用PAN原丝,达到7.38cN/dtex;采用Ruland法和逐次切线法计算发现,增塑熔纺PAN纤维沿纤维轴方向微孔的半径和取向偏离度较小,微孔长度较大.     

聚丙烯腈水增塑熔融纺丝工艺研究

研究了聚丙烯腈及其共聚物在水增塑条件下的熔融规律,并在经过改造的φ20mm螺杆熔融纺丝机上进行了纺丝工艺研究。研究表明,聚丙烯腈树脂在一定量的水和热的作用下,由于大分子中氰基之间的作用力被拆散或减弱,可使其变成可进行纺丝成形的增塑熔体;不同含水量、不同组成、不同相对分子质量的聚合体具有不同的水增塑熔点;所纺制的纤维都具有较好的物理机械性能。     

离子液体增塑熔纺制备醋酸丁酸纤维素纤维

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(IL)为醋酸丁酸纤维素(CAB)的增塑剂进行熔融纺丝.经IL增塑后,CAB的玻璃化转变温度和表观黏度下降,熔融指数升高,表明IL对CAB具有良好的增塑效果,这使得CAB的纺丝加工窗口得以拓宽,可纺性得到改善.热重分析结果表明,IL使CAB的热稳定性下降.纤维水洗试验结果表明,水洗可将CAB纤维中的IL脱除.     

不同纺丝速度及水浴牵伸倍数下增塑纺聚丙烯腈纤维性能研究

增塑纺丝是制备聚丙烯腈纤维的一种新型工艺,通常采用水溶性离子液体——1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)作为增塑剂。纤维性能受到纺丝速度、甬道温度、喷丝板孔径、喷丝板孔数及水浴牵伸倍数等纺丝工艺的影响,本文将从纺丝速度及水浴牵伸倍数角度分析其对纤维性能的影响。实验结果表明,随着纺丝速度的增加,纤维初始模量及断裂强度呈现一个先增加、后降低的趋势;随着牵伸倍数的增加,纤维力学性能逐渐优化,但存在一个最优值。     

用红外光谱法研究聚氯乙烯的增塑机理

傅立叶变换红外光谱法用于探测增塑聚氯乙烯 (PVC)的构象和结晶的变化。研究中采用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯 (DOP)、邻苯二甲酸二正丁酯 (DBP)和癸二酸二辛酯 (DOS)。用差谱技术在除去增塑剂对总的红外光谱的贡献后,研究在600～700cm^-1范围内由PVC增塑作用引起的构象变化。将增塑的PVC与未增塑的PVC光谱进行比较,结果发现增塑PVC的光谱中某些C—Cl伸缩振动光谱带有明显的位移,这个结论突出了增塑PVC的构象变化,这种变化取决于增塑剂的用量和种类。通过1426cm^-1 (TTTT构象、结晶 )和1434cm^-1 (无定形)吸收带的吸收度比值 ,研究了由PVC增塑作用引起的结晶变化,比值的大小与增塑剂的用量和增塑PVC的存放时间有关。根据构象和结晶度的变化可以确定增塑剂的增塑效果,为选择增塑剂提供了理论依据。     

聚氯乙烯增塑糊流变行为的研究——Ⅳ.表面活性剂的影响

本文研究了各类表面活性剂对聚氯乙烯增塑糊流变行为的影响。阴离子表面活性剂使其增塑糊有较高致流值,呈明显假塑性流动;阳离子和非离子表面活性剂使其增塑糊有低的表观粘度,接近牛顿型流动。测定了聚氯乙烯粒子表面的Zeta电位和接触角,并讨论了表面活性剂影响增塑糊流变性能的机理。     

醇类化合物对直链淀粉增塑效果的影响

为预测醇类增塑剂所含碳原子数以及羟基数对淀粉增塑效果的影响,采用分子动力学模拟法在COM-PASS力场下模拟计算不同醇类小分子对直链淀粉增塑后玻璃化温度的影响,并测定不同醇类小分子对直链淀粉增塑后旋转扭矩、氢键削弱作用和力常数的变化。通过比较不同醇类化合物对直链淀粉增塑前后的玻璃化温度、旋转扭矩、氢键削弱作用和力常数变化预测醇类化合物增塑效果。结果表明,三类醇类化合物对直链淀粉的增塑效果依次为：乙二醇〉丙三醇〉1,2-丙二醇。由此可推断,当醇类增塑剂含羟基数相同时,碳链越短,对直链淀粉的增塑效果就越好;当所含的碳原子数相同时,醇类增塑剂中所含的羟基数越多,对直链淀粉的增塑效果就越好。     

纺丝用聚氨酯浆液的研究

采用湿法溶液纺丝工艺,考察原材料种类及配比对聚氨酯浆液性能的影响,并对聚氨酯浆液的制备工艺及相应的纺丝工艺进行了研究.     

环境友好型增塑剂增塑PVC体系的性能测试与分析

以传统增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为参比对象,研究了对苯二甲酸二辛酯（DOTP）、环己烷1,2-二羧酸二异壬酯（DINCH）、聚酯3种环境友好型增塑剂增塑PVC体系的效果,对其力学性能、低温性能、稳定性能与光学性能等做了全面对比与分析。结果表明：在力学性能上,DOTP增塑PVC的效果最佳;在低温性能上,DINCH增塑PVC的效果最佳;在稳定性能上,聚酯增塑PVC的效果最佳;在光学性能上,DINCH增塑PVC的效果最佳。由此可见,针对不同使用领域,DOTP、DINCH和聚酯可取代统增塑剂DOP。     

一锅法制备氧化锆纤维前躯体

以氧氯化锆、硝酸钇等为原料,采用一锅法制备氧化锆纤维前躯体,研究了不同反应温度、液相黏度对制备的氧化锆纤维前躯体性能的影响;采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜以及差热-热重分析对氧化锆纤维前躯体及氧化锆纤维进行表征,采用静电纺丝法对制备的氧化锆纤维前躯体的可纺性进行了验证。结果表明:采用一锅法可以快速制备氧化锆纤维前躯体——聚乙酰丙酮锆纺丝液,采用静电纺丝可以获得高纯立方相氧化锆纤维。     

聚醚砜电纺纳米纤维结构与形态的研究

利用静电纺丝方法制备了聚醚砜(PES)纳米纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)对其形态与结构进行了表征.研究了纺丝过程中溶液质量分数对纤维形态结构的影响.结果表明,溶液质量分数在16%-22%时,能够进行静电纺丝,且纤维直径会随质量分数的增加而增加,珠粒结构会随质量分数的增加而减少.     

聚氯乙烯增塑糊流变行为的研究 Ⅰ.树脂颗粒特征对其增塑糊流变行为的影响

糊用PVC树脂在增塑糊中的颗粒状态决定于PVC树脂的颗粒特征。研究了十四种商品糊用PVC树脂增塑糊的流变行为与初级粒子的粒径大小和分布、与次级粒子在增塑剂中和在剪切条件下的相对崩解强度的关系。在此基础上提出了所研究的PVC树脂在增塑糊中颗粒状态的三种模型。此模型藉助于次级粒子超薄截面的透射电镜观察和次级粒子表面形态的扫描电镜观察的研究予以证实。初步阐明了糊用PVC树脂的颗粒特征对其增塑糊流变行为的影响。从而对国产糊用PVC树脂的质量改进提供了参考。     

纳米CaCO3-PVC增塑糊流变性能的研究

主要研究了改性纳米CaCO₃填充PVC糊树脂的流变性能。结果表明,改性纳米CaCO₃/PVC增塑糊具有明显的切应力变稀性能和触变性能,与英国ICI公司生产的改性纳米CaCO₃相比,北京化工大学超重力工程研究中心制备的改性纳米CaCO3填充的PVC增塑糊在高剪切速率下粘度相当的情况下低剪切速率时的粘度更高,环面积大一倍左右,具有更好的触变性能。     

溶胶-凝胶法制备二氧化硅陶瓷纤维的研究

以正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4,TEOS)为原料,盐酸为催化剂制备二氧化硅(SiO2)溶胶,与二醋酸纤维素(SCA)成纤助剂均匀混合制备纺丝液,干法纺丝制备连续SiO2凝胶纤维,最后在空气中热解得到SiO2纤维.SCA显著提高了纺丝液的稳定性,在室温下保存24 h以上也不发生显著变化,克服了普通溶胶在可纺丝黏度范围内稳定性差、可纺丝时间短的缺点.研究了不同H2O/TEOS比例对可纺性的影响.结果表明,当摩尔比为3/1时,纺丝液具有优良的纺丝性,同时实现溶胶稳定性和陶瓷产率的合理优化.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、力学性能测量对纤维进行了表征.     

吐温80对PVC增塑糊降粘机理研究

通过对不同PVC增塑糊粘度与凝胶化时间的测试,以及吐温80在糊树脂表面吸附量的分析,讨论了表面活性剂对糊粘度影响的可能作用机理.结果表明:3种增塑糊的凝胶化时间依次为IPPP＜ DINP＜DOA,增塑糊粘度则相反.表面活性剂吐温80对增塑糊的降粘效果最佳.吐温80的降粘机理在于其在PVC糊树脂表面的优先吸附,从而阻碍了增塑剂对糊树脂颗粒表面的吸附、浸润与溶胀、溶解等作用,因此,使得增塑糊的凝胶化延迟.吐温80的饱和吸附量约为7.23 mg/100 gPVC树脂.     

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。     

油酰柠檬酸三丁酯增塑剂的合成与应用

采用柠檬酸与正丁醇在催化剂作用下完全酯化生成柠檬酸三丁酯,以油酸与三氯化磷通过酰化反应合成油酰氯,以柠檬酸三丁酯与油酰氯通过酰基化反应合成油酰柠檬酸三丁酯(OTBC).研究油酰柠檬酸三丁酯的合成工艺条件,探讨油酰柠檬酸三丁酯的增塑效果.研究表明:柠檬酸三丁酯与油酰氯的物质的量比为1∶1时酰化率可达到92%;合成的油酰柠檬酸三丁酯分子量为625、脂肪碳与极性基团的比值为8(与DOP相同)、密度为0.946 g/mL、沸点为256 ℃、折光率为1.454 8;OTBC在高氯化聚乙烯树脂(HCPE)相容性良好,对高脆性HCPE的增塑效率优于DOP,OTBC增塑的HCPE材料低温塑韧性优于DOP,OTBC增塑的HCPE涂膜耐水、耐皂水萃取率低于DOP,OTBC在HCPE材料中的稳定性高于DOP.     

远程荧光LED器件光学性能研究

远程荧光器件实现了芯片与荧光粉层分离,有效缓解了传统封装方法中的散热性差的问题,有良好的应用前景,是当前研究的热点。本文利用静电纺丝工艺将荧光粉均匀分散在PVA溶液喷丝形成的空间网络结构中,研制了LED远程荧光片,制备了远程LED器件。研究了荧光粉配比、静电纺丝过程中的电压及纺丝时间对远程荧光LED器件光学特性的影响。实验表明静电纺丝工艺中电压决定纺丝成功与否,一定的电压范围内聚合物溶液才会喷射细流,纺丝时间和荧光粉配比都对器件的显色指数和相关色温有影响。     

凝胶纺壳聚糖分散碳纳米管/聚丙烯腈纤维的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)通过壳聚糖衍生物处理后与超高分子量聚丙烯腈进行复合,将得到的复合材料通过凝胶纺丝法制备出不同复合比例的MWNTs/聚丙烯腈纤维.将不同纺丝方法以及不同比例MWNTs对拉伸强度、模量、取向度、结晶结构的影响进行比较研究,同时通过电镜观察MWNTs的分散状况.结果表明:相比于湿法纺丝,通过凝胶纺丝法制备的复合纤维,MWNTs取向更好,分散更为均匀,纤维拉伸强度、模量都得到显著提高.对比未加MWNTs的对照样,在这个体系中加入质量分数为0.5%的MWNTs复合时,拉伸强度提高37%,弹性模量提高11.68%,并且声速取向度维持在相当高的水平(92.5%).     

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝技术是一种简单有效、廉价、无污染的制备纳米纤维的新方法,近年来在制备纳米纤维领域得到了广泛应用.通过静电纺丝法制备的纳米纤维具有长径比大、孔隙率高、比表面积大等优点,在过滤材料、生物医学、传感器、电子器件等领域都有着良好的应用前景.本文综述了静电纺丝制备纳米纤维的基本原理和最新发展,阐述了近几年来国内外静电纺丝纤维在过滤材料、生物医学、传感器、电子器件及其他一些特殊领域中的研究现状,并展望了静电纺丝纳米纤维的发展趋势和研究方向.