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1、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(poly(p-phenylene terephthanlamide))纖維在國(guó)內(nèi)被稱為芳綸1414,由于其具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)異的性能,因此被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、建材、特種防護(hù)服、電子設(shè)備等領(lǐng)域,是一種高科技合成纖維。
本文在聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)體系中引入了微量的3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA),3,4’-ODA本身具有較好的柔性且分子結(jié)構(gòu)有一定的夾角,它
2、能增加PPTA分子鏈之間的距離,減弱氫鍵的作用,使共聚物的溶解性變好,從而有效推遲聚合反應(yīng)相轉(zhuǎn)變的時(shí)間,得到高分子量的PPTA。
本文采用低溫溶液縮聚法在 PPTA體系中引入了微量的3,4’-ODA,系統(tǒng)的研究了3,4’-ODA含量、反應(yīng)溫度、單體摩爾濃度、反應(yīng)時(shí)間、吡啶含量、LiCl含量等一系列因素對(duì)PPTA及其共聚物相對(duì)分子量(比濃對(duì)數(shù)粘度)的影響。找出了制備共聚PPTA的最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)初始溫度為-5℃,單體濃度為0.
3、3mol/L,PPD與3,4’-ODA的摩爾比為98:2,反應(yīng)時(shí)間為15-20min,吡啶的用量為2.5%,聚合體系所含LiCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%;同時(shí)對(duì)PPTA及其共聚物進(jìn)行了烷基化,并通過凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)定了其重均分子量,當(dāng)PPD與3,4’-ODA的摩爾比為98:2時(shí)共聚PPTA的分子量最高。
通過紅外光譜表征了共聚PPTA的結(jié)構(gòu),在1220 cm-1處出現(xiàn)了C-O-C的伸縮振動(dòng),說明3,4’-ODA成功的被引入
4、了PPTA共聚體系;使用X射線衍射分析了共聚PPTA的結(jié)晶性能,結(jié)果表明,當(dāng)加入微量的3,4’-ODA時(shí)就能破壞PPTA體系的規(guī)整度,使結(jié)晶度大幅降低,當(dāng)繼續(xù)增加3,4’-ODA的含量時(shí),結(jié)晶度也隨之繼續(xù)減小,但影響程度變??;對(duì)共聚PPTA進(jìn)行了熱重分析,發(fā)現(xiàn)加入了3,4’-ODA以后耐熱溫度會(huì)略低于PPTA,但仍維持在一個(gè)較高的水平;將共聚PPTA溶解在98%濃硫酸中,發(fā)現(xiàn)隨著3,4’-ODA加入量的增多,共聚PPTA的溶解性逐漸變好
5、;將共聚PPTA溶解在濃硫酸中成功的制備了薄膜,測(cè)試其力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)PPD與3,4’-ODA的摩爾比為98:2的時(shí)候薄膜的抗拉強(qiáng)度和彈性模量最好,而伸長(zhǎng)率則隨著3,4’-ODA含量的增加而呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。
通過冷熱臺(tái)偏光顯微鏡研究了各個(gè)比例共聚PPTA-H2SO4溶液的液晶行為,溫度從30℃到180℃,質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%到23%之間,均有不同程度的液晶現(xiàn)象產(chǎn)生;使用旋轉(zhuǎn)流變儀研究了PPTA-H2SO4溶液的流變性能,PPTA-
6、H2SO4溶液是典型的切力變稀流體,隨著剪切頻率的增加,儲(chǔ)能模量增加,損耗模量增加,而損耗正切角先增大后減??;復(fù)數(shù)粘度,儲(chǔ)能模量,損耗模量,損耗正切角曲線隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而上移,隨著溶液溫度的增加而下移;使用冪方程進(jìn)行了擬合,得到了非牛頓指數(shù)n,n值隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大,隨溫度的升高先增大后減小,并通過零切粘度計(jì)算了18%,20%,22%PPTA-H2SO4溶液的粘流活化能。
使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的自制比濃對(duì)數(shù)粘度為3.5
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