聚对苯二甲酰对苯二胺液晶溶液性质及其纤维成形工艺地研究

《聚对苯二甲酰对苯二胺液晶溶液性质及其纤维成形工艺地研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我悟守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签乡叹日期牛十月外日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人

2、授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密公’在二年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密口。、学位论文作者签名:各畔指导教师签名:叫“兄日期:o兮年乒月托日日熟个、“聚对苯二甲酞对苯二胺液晶溶液性质及其纤维成形工艺的研究摘要聚对苯二甲酸对苯二胺(poly(p一phenyleneterephtha，amide)，ppTA)纤维是一种高性能的芳香族聚酸胺纤维，在航空航天、国防、复合材料等方面都有重要应用。本文利用热台偏光显微镜观察

3、PPTA溶解过程及其溶液的液品现象;通过差式量热扫描分析PPTA分子量、质量分数等因素对其液晶溶液熔融温度及相转变温度的影响;采用平板旋转流变仪研究PPTA一HZSO4液晶溶液的动态流变性质，分析讨论溶液温度、PPTA分子量及其分布、质量分数对复数豁度、损耗角正切、储能模量、损耗模量等参数的影响。通过对实验结果的数学拟合得到PPTA一HZSO4液晶溶液的非牛顿指数、零切翻度、松弛时间、钻流活化能等参数，以及建立了零切勃度与重均分子量之间的经验公式。通过上述实验结果分析为后续的纺丝工艺提供理论依据。采用双螺杆快速溶解

4、得到PPTA一HZSO4液晶溶液进行纺丝。纺丝过程中通过改变纺丝溶液固含量、纺丝压力、喷丝板孔径、喷头拉伸比、卷绕速度、凝固浴温度和配比等因素研究其对纤维性能的影响;通过X一射线衍射、应力松弛、TG等实验手段深入研究纤维的结晶、取向等结构因素对其性能的影响。尝试在不同温度，不同停留时间和不同张力条件变化对纤维的机械性能的影响，初步探索得到高模PPTA纤维的热处理工艺。在PPTA溶解过程中是先溶胀后溶解，溶解一定时间后，PPTA溶液会出现液晶现象，在剪切作用下液晶现象更加明显。比较进日与白制PPTA配制的液晶溶液在偏

5、光显微镜下拍摄的图片没有明显差别。采取先升温再降温再升温的过程进行差式量热扫描分析得到的相转变温度更为准确;升温时吸热峰均随PPTA的质量分数和分子量的升高向高温移动;当PPTA质量分数未达到19.5%时其溶液的熔融峰和相转变峰完全重合，在其熔融过程中同时伴随着相转变;反之，相转变过程在高于熔融温度下进行。PPTA一H2504液晶溶液是典形的切力变稀流体，随剪切频率的升高溶液的复数钻度迅速降低，损耗模量和损耗角正切tan占逐渐升高并趋于缓慢增加，储能模量曲线几乎不变化;复数猫度、储能模量、损耗模量、损耗角正切随着溶

6、液中聚合体质量分数和分子量的增加曲线上移，随着温度的提高而下移。PPTA.HZSO4液晶溶液流动曲线满足幂律方程，通过拟合得到非牛顿指数n都很小，严重偏离牛顿流体;n值随溶液中PPTA质量分数的升高、温度的降低、PPTA分子量增加而下降，但几方面对n的变化影响都不大。PPTA一HZSO4液晶溶液满足Cross一W川iamson方程，通过拟合得到零切钻度和松弛时间都随溶液质量分数的升高、温度的降低、PPTA分子量增加而上升;PPTA一HZs认液晶溶液有很高的粘流活化彻凡，随着溶液中PPTA质量分数和分子量的增大而略有

7、增大。采用WLF方程根据时温等效原理将流动曲线最大扫描频率1oorad.s’’拓宽至接近1000rad.s’’。不同温度下的109枷一fogMw关系图，可以得到零切戮度和与重均分子量Mw之间的关系。vGP图中分子量越大相角的最小值就越小，平台模量咪二1.92E5。分子量分布不改变vGP图的形状，自制的聚合体比进口聚合体略窄。随着拉伸倍数的提高，喷出速度的降低，纺丝温度和纺丝原液固含量增加和聚合体比浓对数粘度的增大，纤维的断裂强度和初始模量均有显著增加，纤维断裂伸长率下降。喷出速度和拉伸倍数对纤维取向度的影响不明显;

8、同时随喷出速度的增加纤维的结晶度变化不大，随拉伸倍数的增加，纤维结晶度增加，应力松弛率降低。较理想的纺丝工艺参数:浆液温度:80℃;浆液浓度:19%;喷丝板孔径:0.O7mm;喷出速度:25~40而min;拉伸倍数:6一7:凝固浴浓度:8~10%HZSO4;凝固浴温度:5℃;纺丝原液不能放置时间较长。随着纤维热处理温度的升高，纤维的断裂强度和断裂伸长率在下降