不同后處理?xiàng)l件下聚芳砜酰胺纖維結(jié)構(gòu)性能的變化.pdf

1、聚芳砜酰胺（PSA）以其優(yōu)異的性能，在航空航天、高溫過濾、阻燃防護(hù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，對PSA纖維的研究主要集中于纖維成形工藝、纖維結(jié)構(gòu)和性能方面，而對其應(yīng)用特性以及應(yīng)用條件下的結(jié)構(gòu)性能變化規(guī)律的研究相對缺乏，不利于其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。為此，我們首先選取了紡程上不同工序段的PSA纖維，分析纖維結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性的關(guān)系，針對研究發(fā)現(xiàn)的熱拉伸絲和熱定型絲結(jié)構(gòu)和性能的顯著差異，進(jìn)一步研究了熱定型條件對纖維結(jié)構(gòu)性能的影響，在此基礎(chǔ)上，模擬

2、纖維的應(yīng)用條件，研究在酸性和堿性環(huán)境下使用時(shí)纖維結(jié)構(gòu)性能變化，為合理確定產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域提供依據(jù)。
　　首先，研究了沿紡程上不同工序段的聚芳砜酰胺纖維結(jié)構(gòu)和性能之間的差異，并討論了應(yīng)用特性與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有經(jīng)過高溫拉伸的聚芳砜酰胺纖維才能夠形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)過松弛熱定型后，結(jié)晶度明顯增加，結(jié)晶結(jié)構(gòu)逐漸完善，有利于提高纖維的斷裂強(qiáng)度和初始模量。纖維經(jīng)過熱拉伸后，分子鏈處于相對伸直的狀態(tài)，無定形區(qū)取向程度高，長周期大，高分子鏈

3、段活動能力較弱，因此熱拉伸絲的斷裂伸長率、蠕變伸長率較?。欢w維經(jīng)過熱定型后，非晶部分發(fā)生了松弛，取向的大分子鏈重新卷曲，長周期和無定形區(qū)厚度減小，分子間相互作用減弱，鏈段活動能力增強(qiáng)，導(dǎo)致斷裂伸長率和蠕變伸長率增大。
　　針對PSA熱拉伸絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率較低的問題，設(shè)計(jì)了對PSA熱拉伸絲的熱定型實(shí)驗(yàn)，研究熱定型工藝對聚芳砜酰胺纖維結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率并不隨熱定型溫度和時(shí)間單調(diào)增加，并且高熱定

4、型溫度下得到的纖維在相同條件下彈性回復(fù)率低且更易發(fā)生蠕變，但熱定型時(shí)間對纖維的粘彈性沒有明顯影響。進(jìn)一步分析了聚芳砜酰胺纖維不同尺度的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，合適的熱定型溫度和熱定型時(shí)間有利于提高纖維的晶粒尺寸、中間相和晶相分?jǐn)?shù)、以及長周期、無定型取向度，形成完善的結(jié)構(gòu)，與纖維斷裂強(qiáng)度和初始模量的最大值相對應(yīng)，且蠕變保持在較低的水平。
　　最后模擬PSA纖維在用作高溫濾料過程中酸性和堿性的腐蝕條件，研究PSA纖維經(jīng)酸性或堿性溶液處理后的結(jié)構(gòu)

5、性能變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過酸性或堿性溶液處理后，PSA纖維的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性逐漸下降，且纖維表面形態(tài)在酸性和堿性處理過程中出現(xiàn)不同的變化。纖維在酸性和堿性條件下分子鏈?zhǔn)艿交瘜W(xué)侵蝕發(fā)生斷裂，從而使分子鏈間的相互作用變?nèi)?，引起中間相含量降低、晶區(qū)取向因子、原纖長度下降，取向偏離角增大，造成纖維性能失效。PSA纖維具有良好的耐酸性，可以在酸性腐蝕條件下使用，尤其適用于煙氣中酸性氣體含量較低的工況環(huán)境，但PSA纖維的耐堿性較差，在堿性腐蝕條件下