以BPDA为二酐聚合纺制的聚酰亚胺纤维
日期：2018-11-26 09:09
BPDA-4,4′-ODA
张清华等采用一步法通过干-湿法纺制BDA=4,4-0DA体系的聚酰亚胺纤维,凝固浴组成为乙醇/水。表3-4给出了不同凝固浴组成对初生纤维成型的影响。当凝固浴为纯乙醇时,溶液从凝固浴析出过快,形成的纤维非常脆,无法进行后续热处理;当凝固浴为纯水时,无法形成纤维;最佳的凝固浴组成为50/50(v/),这时可以形成良好的纤维形态,且能进行后续热处理。
| 凝固浴组成(乙醇/水,u/v) | 现象 |
| 100/0 |
初生纤维成型过快,纤维非常脆,无法热拉伸
|
| 70/30 | 初生纤维可以成型,但不能很好地热拉伸 |
| 50/50 |
初生纤维成型良好,可以很好地热拉伸
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| 30/70 | 初生纤维可以成型,但成型太慢,纤维并丝,残余溶剂很多 |
| 0/100 | 无法成型 |
初生纤维断面为规则圆形,包含残留的对氯苯酚溶剂(浅色圆点),用乙醇长时间浸泡可以消除残余溶剂(浅色圆点消失)。初生纤维中有许多直径为数十纳米的微纤和微孔,热拉伸并不能完全消除纤维中的微纤和微孔缺陷。热拉伸使分子沿轴向取向，故热拉伸后的纤维可以耐受液氮低温,且纤维在低温断裂时为非脆性断裂。初生纤维的拉伸强度为0.42GPa,初始模量为33GPa,热拉伸(拉伸倍率5.5)后,纤维的拉伸强度为2.4GPa,初始模量为114GPa,由此可见,热拉伸后的纤维力学性能显著提高。
不同的热处理温度、纤维测量长度(标距长度)对纤维力学性能有显著的影响。对于同一测量长度来说,纤维的拉伸强度和初始模量随着热处理温度的升高均逐渐增加,纤维的断裂伸长率则逐渐降低,显然,热处理温度升高对纤维的力学性能有积极影响。对于同一热处理温度来说,随着测量长度增加,纤维的拉伸强度测试结果逐渐变大,这是因为纤维越长,缺陷越多。但纤维的初始模量测试结果逐渐变大,这是由末端效应引起的。此外,TGA分析结果表明,BPDA-ODA体系的聚酰亚胺纤维具有良好的抗热氧化性能。
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