間位芳香族聚酰胺的聚合及性能研究.pdf

1、聚間苯二甲酰間苯二胺（PMIA）具有優(yōu)良的耐高溫性能、耐焰性與可紡性，被廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)用和服用紡織品，在耐高溫的場合，更是有著不可替代的作用。隨著高性能纖維需求的不斷提高，間位芳香族聚酰胺得到了巨大的發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)年需求量為1200噸。而國內(nèi)廣東彩艷和山東煙臺數(shù)量與質(zhì)量均不能滿足要求，國內(nèi)市場仍被美國、日本所占領(lǐng)。本論文對PMIA的聚合、漿液的性質(zhì)、及熱性能做了大量的研究和探索工作。
　　 1.分別采用DMAc和NMP為溶劑，

2、通過溶液縮聚制備了PMIA結(jié)果表明，在其他反應(yīng)條件相同的情況下，用DMAc為溶劑制得的PMIA分子量較大，反應(yīng)時間在45-60min為宜。間苯二胺置于空氣中，間苯二胺中的胺基（-NH2）會被空氣中的氧氣緩慢的氧化成硝基（-NO2），但被氧化的間苯二胺對聚合反應(yīng)無影響；IPC對縮聚反應(yīng)影響很大，盡量避免IPC直接與空氣接觸。在出現(xiàn)爬桿現(xiàn)象后，向反應(yīng)體系中添加一定量的水份對聚合物比濃對數(shù)粘度影響不大，而在預(yù)聚階段或剛預(yù)聚結(jié)束時，體系中的水份

3、含量對聚合有很大的影響。
　　 2.測定了PMIA漿液的落球粘度。結(jié)果表明，隨著PMIA漿液的相對分子量增大和濃度的升高，漿液的粘度升高。而且濃度越高時，曲線上升越快；落球粘度的升高越劇烈。粘度隨著溫度的升高而降低，粘度和溫度呈非線性關(guān)系，曲線為負指數(shù)型曲線，符合阿倫尼烏斯公式。推出了落球時間、溫度、漿液質(zhì)量分數(shù)、相對分子質(zhì)量四個因素的關(guān)系：
　　 lgη落球=1678.82/T+3.52lgMω+21.33c+24.3

4、1可以通過測量落球時間，計算聚合物的相對分子質(zhì)量。
　　 3.隨著剪切作用的增加，PMIA漿液表現(xiàn)出切力變稀的流動特征。漿液的儲能模量（G'）和損耗模量（G"）與質(zhì)量分數(shù)、相對分子質(zhì)量和溫度有密切聯(lián)系，漿液的質(zhì)量分數(shù)越高、相對分子質(zhì)量越大，相應(yīng)的儲能模量（G'）和損耗模量（G"）也越大，而隨溫度的升高而下降。由動態(tài)流變特性的特征值可知，四種漿液的分子質(zhì)量分布的寬窄次序為：
　　 η2.08>η1.61>η1.41>η1.

5、22，PMIA漿液中PMIA分子纏結(jié)網(wǎng)強弱次序為：
　　 η2.08>η1.4>η1.61>η1.22。根據(jù)動態(tài)流變的數(shù)據(jù)，用modified-carreau模型求出其中四種不同比濃對數(shù)粘度的PMIA漿液的粘流活化能。比濃對數(shù)粘度越大，漿液的粘流活化能越大。PMIA漿液的第一法向應(yīng)力差，與相對分子質(zhì)量有關(guān)，相對分子質(zhì)量越小，第一法向應(yīng)力差越小。
　　 4.用對二甲氨基苯甲醛氨基滴定法測定了聚對苯二甲酰對苯二胺（PMIA）

6、的端氨基含量，并用電位滴定儀測定了它的端羧基含量，求出PMIA的數(shù)均分子量。根據(jù)求出的PMIA的數(shù)均分子量與比濃對數(shù)粘度擬和出這兩者之間方程：η=kMan其中：k=3.63×10-4；a=0.81
　　 5.用高分辨率TG測PMIA的熱分解動力學，并用Friedman計算出活化能E值為201.9kJ/mol，該值和恒速率升溫TG下的計算的數(shù)據(jù)相當，而高分辨率TG具有簡便、迅速的特點。根據(jù)Netzsch動力學軟件分析的Friedm

7、an數(shù)據(jù)推倒出PMIA熱分解過程中A→B→C→D的三步連串反應(yīng)模型，并擬和與原始圖形比較，擬和相關(guān)系數(shù)達99.95％。
　　 本論文的創(chuàng)新點為：
　　 1.本文通過多元非線性擬和得出PMIA漿液的比濃對數(shù)粘度-溫度-重均相對分子質(zhì)量-質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系式：
　　 lgη落球=1678.82/T+3.52lgMω+21.33c+24.31
　　 以便在實際生產(chǎn)中以簡單、便捷、精確的方法建立PMIA漿液的粘度和相