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、高強度、耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、機械性能好、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)點廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。在我國，上海合成纖維研究所是國內(nèi)最先從事聚酰亞胺纖維的研究機構(gòu)，長春應(yīng)化所

2、也開展了大量工作，但是很多的研究也只是局限于實驗室，離工業(yè)化還有很長的路要走。
　　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程。
　　首先，通過溶度參數(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紡絲溶液的穩(wěn)態(tài)流動曲線、粘流活化能、非牛頓指數(shù)、結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)、儲能模量、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，采用宏觀模型對凝固過程進(jìn)行了觀察與研究。通過計算凝固樣條重量隨凝固時間的變化來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散動力學(xué)過程。
　　最后，對不同紡絲條件下

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了450℃，說明其耐熱性能較佳;隨著熱拉伸倍數(shù)的提高，BTDA-TDI/MDI(P84)共聚聚酰亞