BTDA-TDI-MDI(P84)共聚聚酰亞胺初生纖維的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、聚酰亞胺纖維具有高模量、高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、機(jī)械性能好、摩擦性能優(yōu)良、較高的熱分解溫度、良好的耐低溫性能、較好的介電性能等優(yōu)異性能，在航空、航天、電器、機(jī)械、化工、微電子等高技術(shù)領(lǐng)域被廣泛使用。
　　目前聚酰亞胺纖維商品化的品種很少，主要是P84纖維和Kermel纖維，P84纖維以其耐高溫，耐輻射，良好的柔軟性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。在我國(guó)，上海合成纖維研究所是國(guó)內(nèi)最先從事聚酰亞胺纖維的研究機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)春應(yīng)化所

2、也開(kāi)展了大量工作，但是很多的研究也只是局限于實(shí)驗(yàn)室，離工業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走。
　　本文主要以BTDA-TDI/MDI(P84)共聚物粉末為紡絲原料，采用國(guó)內(nèi)成熟的濕法紡絲工藝，探討濕法紡絲制備BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞胺初生纖維的工藝過(guò)程。
　　首先，通過(guò)溶度參數(shù)、特性粘度以及三元相圖的分析確定BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞胺濕法紡絲的最佳溶劑是N-甲基吡咯烷酮(NMP)。因此在后續(xù)的濕法紡

3、絲過(guò)程中我們采用NMP作為紡絲溶劑。
　　其次，研究了BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞胺/NMP紡絲溶液的濃度以及溫度對(duì)紡絲溶液的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)曲線、粘流活化能、非牛頓指數(shù)、結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)、儲(chǔ)能模量、損耗模量和復(fù)數(shù)粘度的影響。結(jié)果表明:BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞胺/NMP紡絲溶液為切力變稀流體，聚合物濃度的增加或溫度的降低均使紡絲溶液的非牛頓性增加;在低剪切速率下，聚合物濃度增加使紡絲溶液的粘流活化能增加;隨

4、著聚合物濃度的增加或溫度的降低，紡絲溶液結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)增大;隨著聚合物濃度的增加或溫度的降低，紡絲溶液的G'、G"和η*相應(yīng)地增大。
　　再次，采用宏觀模型對(duì)凝固過(guò)程進(jìn)行了觀察與研究。通過(guò)計(jì)算凝固樣條重量隨凝固時(shí)間的變化來(lái)考察在不同條件下凝固速度的變化，并且觀察了凝固樣條的內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)。雖然這種宏觀模型與實(shí)際的紡絲細(xì)流相比存在一定的體積效應(yīng)，但是從本質(zhì)上反映了凝固樣條與凝固浴之間的雙擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
　　最后，對(duì)不同紡絲條件下

5、制備得到的BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞胺初生纖維進(jìn)行掃描電鏡觀察、力學(xué)性能測(cè)試、XRD以及熱性能分析(TGA)。結(jié)果表明:在紡絲漿液濃度為21％，凝固浴溫度為25℃，凝固浴濃度為70％，噴頭負(fù)拉伸為40％條件下制備得到的初生纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密且斷裂強(qiáng)度最大;不同紡絲條件下得到的初生纖維結(jié)晶度都不高，但是其熱分解起始溫度都超過(guò)了450℃，說(shuō)明其耐熱性能較佳;隨著熱拉伸倍數(shù)的提高，BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞