無機(jī)微粒改性的抗靜電聚丙烯腈纖維新技術(shù)和新工藝的研究

1、東華大學(xué)博士學(xué)位論文無機(jī)微粒改性的抗靜電聚丙烯腈纖維新技術(shù)和新工藝的研究姓名：林耀申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：顧利霞20051128東華大學(xué)博士學(xué)位論文散系數(shù)D數(shù)量級的增加。因此，配置出粘度較低，穩(wěn)定性和分散性良好的納米級7_nO或ATO懸浮液體系，是保證無機(jī)微粒向PAN初生纖維的擴(kuò)散和遷移的必要條件。由于無機(jī)微粒ZnO或納米ATO粉體比表面積巨大、表面活性高，密度大，容易產(chǎn)生團(tuán)聚或絮凝，影響懸浮體的穩(wěn)定性和分散性以及有效擴(kuò)

2、散到PAN纖維中。為配制高穩(wěn)定、低粘度的懸浮體，本文研究了ZnO和ATO在水溶液中的穩(wěn)定、分散行為，討論了分散劑種類、ZnO和ATO用量、pn值和分散劑用量對體系穩(wěn)定性、分散性和流變性的影響。采用沉降試驗(yàn)、Zeta電位儀、激光粒度儀和透射電鏡(ⅡM)等測試方法對ZnO和ATO懸浮液的特性進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對于ZnO和ATO而言，分別選擇陰離子型聚電解質(zhì)PAM和陽離子型聚電解質(zhì)PEI作為分散劑，能在水懸浮液中能起到靜電位阻作用，使

3、納米ZnO和ATO穩(wěn)定分散。分散劑用量、分散劑分子量以及分?jǐn)?shù)時(shí)間等因素對懸浮液的穩(wěn)定性也有較大的影響。對于配制ZnO懸浮液而言，選用PAM高分子為分散劑，當(dāng)其分子量為10，000，用量為6％(相對于Z_nO重量)時(shí)，懸浮液的穩(wěn)定性高、分散性好。對于配制ATO懸浮液而言，選用PEI高分子為分散劑，當(dāng)分散劑用量8％，PH值《7時(shí)，懸浮液的穩(wěn)定性高、分散性好。按上述配方制得的懸浮液為膠態(tài)一非膠態(tài)混合懸浮液，其粒度大小具有多分散性，平均粒經(jīng)小于

4、100nm，能滿足聚丙烯腈纖維改性的要求。為改善聚丙烯腈纖維的抗靜電性，將經(jīng)表面修飾的ZnO或ArD懸浮液作為聚丙烯腈纖維紡絲過程中的預(yù)熱浴，結(jié)合紡程上PAN纖維表面形態(tài)的變化，通過透射電鏡(TEM)觀察無機(jī)微粒在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散和分布情況、以及對產(chǎn)品纖維的能譜分析，對無機(jī)微粒擴(kuò)散進(jìn)入纖維的過程進(jìn)行深入的研究。當(dāng)高度溶脹的腈綸初生纖維流經(jīng)置有納米ATO或ZnO無機(jī)微粒的懸浮液的預(yù)熱浴時(shí)，懸浮液中的無機(jī)微粒先向纖維擴(kuò)散并大量吸附在纖維表面，