聚对苯二甲酰对苯二胺降解及共聚改性研究.pdf

学学校代码: 10255
学学号: 2060 199
聚对苯二甲酞对苯二胺降解及共聚改性研究
S T U D Y O N T H E D E G R A D A T IO N A N D
C O P O L Y M E R IZ A T IO N M O D IF IC 六J ,I O N O F
P O I万(P ·P H E N Y L E N E T E R E P H T H A L A M ID E )
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日期:州年‘”沙日日期:’尸铆节日
聚对苯二甲酞对苯二胺降解及共聚改性研究
摘要
聚对苯二甲酞对苯二胺(Poly一p一phenylene terephthalam ide,p川叭)
纤维性能卓越,被广泛地应用在工业及一些特殊的领域中。低温溶液
聚合法是生产 P PT A 聚合体最为成熟且早已工业化的方法, 而 PPT A
纤维则是由 P PIA 的液晶溶液经由干喷湿纺法制备而成。但由于 PPT A
树脂难溶难熔,必须在浓硫酸中进行液晶纺丝,工艺复杂,设备要求
耐强酸腐蚀,加工比较困难,溶解及脱泡工艺中容易发生降解。而加
入第三或第四单体进行共缩聚,是改进其难溶性最有效最彻底的方
法,改性后的共缩聚 PPT A 可溶解于极性有机溶剂中,能够直接进行
纺丝。
本文选用自制 P PIA 原料,采用模拟液晶纺丝工艺过程的方法,
讨论了纺丝溶解工艺和脱泡工艺中导致 P P T A 降解的各种影响因素,
为 P P T A 溶解及脱泡工艺的改进提供了理论基础。同时为了改善 P P I’A
的溶解性能,进行了加入第三单体改性 P P T A 的研究工作,得到了高
分子量的聚合物和具有良好溶液性质的纺丝原液,深入讨论了聚合产
物的结构、热性能以及溶液性能,为进一步纺丝奠定基础。
本文在溶解工艺过程中重点讨论了原料粒度分布、溶解温度、溶
液浓度、浓硫酸浓度以及溶解时间对物料比浓特性粘度和降解率的影
响,得出粒度在 100 p m 适合溶解,83 ℃,18 .5w t% ,100 % 的浓硫酸
和 1 小时的溶解时间为最佳溶解条件,原料降解性最小。在脱泡工艺
过程中,在溶解温度、浓度和时间不变的前提下,着重讨论了微量杂
质氯化钙、 N 一甲基一2一毗咯烷酮、水分以及氢氧化钙对原料降解性的
影响,深入讨论其对原料结构和热性能的影响。
为了改善 P F IA 的溶解性能,本文进行加入第三单体 3 ,4 ’一二
氨基二苯醚(3 ,4’一O D A ) 改性研究,得到了具有高分子量的聚合物和
具有良好溶液性能的纺丝原液, 系统的研究了添加第三单体
3,4 ’一O D A 对 P p T A 的耐热性的影响,并分析了共聚 p p T A 的热分解动
力学;研究了以 3,4’一O D A 为第三单体的 P 刊叭共聚物溶液的流变性。
以 3,4,一O D A 为第三单体的 PP’L气共聚物溶液为典型的切力变稀流
体,溶液的表观粘度随着温度的升高而降低,随着浓度的升高而增大,
非牛顿指数 n 随着温度升高而增大,即溶液的牛顿性增大,随着浓度
的升高非牛顿指数 n 下降,即溶液的切力变稀现象显著,为后续的纺
丝奠定了基础。
关键词: 聚对苯二甲酞对苯二胺降解性比浓特性粘度共聚热降解
S T U D Y O N T H E D E G R A D A T IO N A N D
C O P O IX M E R I Z A T IO N M O D IFI C A T IO N O F
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