PAN-DMSO體系干濕法紡絲初生纖維結(jié)構(gòu)調(diào)控的研究.pdf

1、本論文以PAN/DMSO濃溶液為研究對象，利用流變測試表征手段，研究了PAN/DMSO溶液的剪切流變行為和拉伸流變行為，并根據(jù)Tanner粘彈流體擠出脹大方程，對紡絲過程中溶液的擠出脹大過程成功實(shí)現(xiàn)了數(shù)值模擬;在此基礎(chǔ)上通過干濕法紡絲制備了PAN初生纖維，借助光學(xué)顯微鏡、SEM、AFM、XRD等表征手段研究了紡絲溶液的剪切和拉伸對PAN初生纖維表截面形態(tài)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，闡述了PAN/DMSO體系干濕法紡絲凝固成形過程中空氣層對纖維表

2、截面形態(tài)的作用。研究結(jié)果表明:
　　 (1)PAN/DMSO濃溶液的零切粘度隨濃度的提高呈指數(shù)增大，隨溫度的升高呈線性下降;體系符合聚合物溶液的切力變稀特性，并且在低濃度下存在切力變稀的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
　　 (2)根據(jù)Tanner粘彈流體擠出脹大方程，結(jié)合PAN/DMSO溶液剪切流變數(shù)據(jù)，數(shù)值模擬了不同噴絲頭剪切下的擠出脹大比;隨著擠出速度的提高，即噴絲頭剪切速率的增加，擠出脹大比基本呈線性增加。
　　 (3)PAN濃

3、溶液隨剪切速率的提高存在粘彈轉(zhuǎn)變點(diǎn)，粘彈轉(zhuǎn)變點(diǎn)隨濃度的提高呈指數(shù)下降，隨溫度的升高呈線性增大。
　　 (4)干濕法紡絲過程中，紡絲溶液的噴絲頭剪切基本不影響初生纖維的截面形態(tài)，提高噴絲頭牽伸有利于制備圓形截面PAN初生纖維。
　　 (5)噴絲頭剪切和牽伸影響初生纖維的表面形態(tài)。聚合物細(xì)流在凝固雙擴(kuò)散下會先形成柔軟的皮層，細(xì)流內(nèi)部未凝固的聚合物分子由于彈性回復(fù)使得絲條內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，在應(yīng)力作用下柔軟皮層發(fā)生形變，從而產(chǎn)生不平