熔融纺丝
日期：2018-11-15 09:12
大部分聚酰亚胺是不熔融的或熔化温度较高,甚至高于分解温度,不适用于常规的熔融纺丝方法,因此在早期,聚酰亚胺无法进行熔融纺丝。为解决这一难题,通过在聚酰亚胺分子链中引人聚酯或聚醚等柔性链段,降低分子链的刚性,从而降低聚合物熔点,使之在分解温度之下具有较低的熔体黏度,从而能够进行熔融纺丝。然而,由于引入了这些柔性链段,所得到的纤维耐热性能和力学性能般都比较差。
(a) (b) (c)
图2-30 用聚酯-酰亚胺化学结构图
Irwin3采用聚酯-酰亚胺(图2-30)在300~400℃间进行熔融纺丝,纺丝速度为300~500m/min,初生纤维的强度为0.59GPa左右,经热处理后,纤维强度可提高到1.55GPa以上,初始模量达到48GPa,但由于链段中还有酯键,热稳定性较差。
日本帝人公司”制备的一种大于85%(摩尔分数)重复单元的聚醚-酰亚胺纤维,在345-375℃温度下进行熔融纺丝,挤出速度为0.5-3.5mmin,并让纤维经过200~350℃的热拉伸,得到聚酰亚胺纤维强度和模量最高分别为0.49GPa和3.0GPa。
日本旭化成公司熔法纺丝制备聚醚-酰亚胺纤维,在温度大于240℃的聚酰亚胺纤维有机气氛下促使纤维结晶,并让纤维经过230~270℃的热拉伸,拉伸倍率可达1.2-4.0、所得纤维比其他熔法纺丝制备的纤维力学性能好,但仍不具备高强度模特性。
Clair等43采用热塑性聚酰亚胺(商品名为LaRe-A)进行熔融纺丝。该模特性聚酰亚胺是由ODPA(二苯醚四羧酸二酐)与3,4-0DA缩聚而得,并用邻苯二甲酸酐对其进行封端以控制聚合物的分子量。将低温缩聚所得到的聚酰胺酸经水/甲醇沉析出来,洗涤、过滤、烘干、热酰亚胺化处理后得到聚酰亚胺粉末,再采用通用的单螺杆纺丝机械进行熔融纺丝,加工温度为340~360℃,最大拉伸倍率为5.8。其优势是纺丝机械设备成熟,但由于合成的热塑性聚酰亚胺分子量不高,得到的聚酰亚胺纤维力学性能较差。
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