碳納米管-聚苯硫醚增強(qiáng)增韌纖維的制備及其性能研究.pdf

1、本課題主要研究一種高溫?zé)煔獬龎m過(guò)濾用共混聚苯硫醚纖維的制各技術(shù)、結(jié)構(gòu)以及性能。聚苯硫醚纖維以其優(yōu)異的耐高溫性、耐蝕性、阻燃性是制作高溫袋式除塵器布袋濾料的主要原材料。但存在一些不足之處：
　　 一方面純PPS制品的脆性較大、韌性較差、剛性和強(qiáng)度不足，不能較好的滿(mǎn)足電廠、水泥廠、垃圾焚燒廠等企業(yè)尾氣處理過(guò)程中對(duì)其強(qiáng)度損失的要求，濾袋使用壽命明顯縮短；另一方面價(jià)格較高，限制了PPS的應(yīng)用。本課題從聚苯硫醚纖維在燃煤電廠鍋爐除塵應(yīng)用的

2、現(xiàn)狀出發(fā)，針對(duì)聚苯硫醚纖維的實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)低于預(yù)期使用壽命、韌性較差以及強(qiáng)度損失大等問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)外工作的基礎(chǔ)上，采取了針對(duì)性的解決方案。PPS的改性方法有很多，目前主要采用化學(xué)結(jié)構(gòu)改性、添加無(wú)機(jī)填料進(jìn)行共混以及制各聚苯硫醚合金等方法。然而有關(guān)CNTs/高聚物復(fù)合纖維的研究也取得了一定的進(jìn)展，尤其是CNTs以其優(yōu)異的力學(xué)性能作為增強(qiáng)相在纖維中的應(yīng)用取得了成功。為此，本實(shí)驗(yàn)采用碳納米管增強(qiáng)增韌：PPS纖維，以期滿(mǎn)足電廠、水泥廠、垃圾焚燒廠等

3、企業(yè)尾氣處理過(guò)程中對(duì)其強(qiáng)度損失的要求，延長(zhǎng)濾袋使用壽命。
　　 本課題選擇多壁碳納米管(MWCNTs)作為填充材料與純PPS切片在雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，制備PPS／MWCNTs增強(qiáng)增韌母粒；然后采用共混熔融紡絲——牽伸的方法制各增強(qiáng)增韌PPS／MWCNTs纖維，并對(duì)PPS／MWCNTs母粒和PPS纖維的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征、檢測(cè)。重點(diǎn)研究了：母粒配方和加工工藝條件對(duì)PPS／MWCNTs增強(qiáng)增韌母?？杉庸ば阅艿挠绊?，研制相容性及

4、分散性良好的高濃度共混母粒：采用TEM、DSC對(duì)母粒的形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。設(shè)計(jì)不同濃度的共混物配方及共混紡絲條件實(shí)驗(yàn)，研究其對(duì)共混纖維可紡性、結(jié)構(gòu)以及性能的影響。確定最佳工藝條件。利用TEM、 SEM、DSC、聲速儀、強(qiáng)伸儀等設(shè)備對(duì)增強(qiáng)增韌PPS／MWCNTs纖維形貌、結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征和測(cè)試。
　　 TEM和SEM研究表明MWCNTs在：PPS母粒和纖維中都有良好的分散性，并無(wú)明顯的團(tuán)聚體出現(xiàn)，在螺桿、噴絲孔剪切力的作用下MW

5、CNTs沿著纖維的軸向定向排列。DSC研究表明，MWCNTs在：PPS／MWCNTs復(fù)合材料結(jié)晶過(guò)程中起到異相成核劑的作用，使其結(jié)晶起始溫度、結(jié)晶溫度升高，結(jié)晶度提高，且在MWNTs的含量為3％時(shí)，復(fù)合材料的結(jié)晶度最大為52．10％。纖維的力學(xué)性能研究表明：MWCNTs的含量為0．6％時(shí)，PPS／MWCNTs纖維的斷裂強(qiáng)度達(dá)到最大值2．84CN／dtex，較純的PPS纖維的斷裂強(qiáng)度提高了近35％；斷裂伸長(zhǎng)率為26．3％，較純PPS纖維的