聚酰亞胺-聚丙烯腈共混預(yù)氧化纖維的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、本文旨在制備一種共混纖維，同時(shí)探索一種兼容聚酰亞胺(PI)和聚丙烯腈(PAN)特性的紡絲工藝。這種聚酰亞胺/聚丙烯腈(PI/PAN)共混纖維既能直接作為高性能纖維使用又可以用來制備碳纖維。
　　采用機(jī)械共混的方法制備PAA/PAN共混紡絲原液。其中PAA溶液為BPDA/p-PDA/ODA(BPO)三元共聚體系。通過相差顯微鏡對(duì)PAA/PAN體系的相容性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，PAA/PAN共混體系相容性良好。采用濕法紡絲制備PI纖維、

2、PAN纖維、PI/PAN纖維。通過FT-IR、2D-WAXD、DSC、DMA、SEM和纖維電子強(qiáng)力儀對(duì)纖維的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征。
　　研究了不同熱處理時(shí)間對(duì)PI纖維、PAN纖維、PI/PAN纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明，對(duì)于PI纖維，酰亞胺化程度隨著熱處理時(shí)間的延長逐漸升高，纖維的取向度、側(cè)向有序度以及力學(xué)性能呈先升高再降低的趨勢(shì)。熱處理時(shí)間為3min時(shí)力學(xué)性能最好，為1082MPa。對(duì)于PAN纖維，預(yù)氧化程度隨熱處理時(shí)間的延長

3、逐漸升高，纖維的力學(xué)性能呈先提高再降低的趨勢(shì)。對(duì)于PI/PAN纖維，酰亞胺化程度和預(yù)氧化程度同純體系變化規(guī)律一致，且同等條件下較PI和PAN純體系有所提高。熱處理10min的PI/PAN纖維，力學(xué)性能最好，可達(dá)1151MPa。共混體系中，PI組分對(duì)力學(xué)性能的貢獻(xiàn)更大。
　　本文同時(shí)研究了質(zhì)量比對(duì)PI/PAN纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響。分別制備了PAN含量為23％、33％、43％的PI/PAN纖維。結(jié)果表明，隨著PAN含量的增多，亞胺化程