熔法纺高强高模聚乙烯醇纤维结构与性能的研究

论文摘要

聚乙烯醇（PVA）是一种性能优良、用途广泛的多羟基聚合物,可从天然气制备,在目前石油资源日渐匮乏的形势下日显重要。PVA高强高模纤维具有强度高、热性能好,耐腐蚀性、耐气候性优异和与基材界面良好的粘结性,在国民经济和高技术领域有广泛用途,市场潜力极大。但PVA的多羟基强氢键特性使其熔点与分解温度接近,难以热塑加工。传统PVA纤维一般采用湿法纺丝,其双向传质过程形成的初生纤维截面呈腰子形,有明显皮芯结构,只能拉伸6-7倍,强度仅5-8cN/dtex,且工序复杂,污染严重,限制了PVA纤维的应用。实现PVA熔融纺丝将是PVA高强高模纤维生产方法的重要突破,具有十分重要的科学意义和巨大的经济效益。本文根据超分子科学原理,通过分子复合和增塑,破坏PVA分子间氢键,形成新的分子间复合,在分子水平上控制PVA的聚集态结构,限制其结晶,降低其熔点,解决多羟基强氢键PVA因熔点与分解温度接近难以热塑加工的难题,并利用改性剂与PVA间氢键作用,增高水的沸点,增宽其沸程,解决PVA熔纺时水产生气泡的难题,成功实现了PVA的稳定熔融纺丝,获得截面为圆形,结构均匀,可拉伸性好的初生纤维,是PVA纤维生产方法的重要突破。研究了改性体系的氢键复合结构,改性体系中水的蒸发行为,改性剂对PVA热性能、结晶结构及非等温结晶性能的影响,PVA熔纺初生纤维的结构与性能及纤维拉伸过程中的结构形成,为在加工过程中控

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 高强高模纤维
• 1.3 PVA 纤维
• 1.4 超分子科学与分子复合
• 1.5 本论文研究目的、意义和创新
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要原料及试剂
• 2.2 实验设备
• 2.3 样品制备
• 2.4 测试与表征
• 第三章 通过分子复合实现PVA 的熔融纺丝
• 3.1 改性体系
• 3.2 PVA 改性体系热塑加工机理
• 3.3 PVA 改性体系非等温结晶过程研究
• 3.4 PVA 的熔融纺丝
• 3.5 小结
• 第四章 PVA 熔纺初生纤维的结构与性能
• 4.1 PVA 熔纺初生纤维断面结构
• 4.2 PVA 熔纺初生纤维的结晶结构
• 4.3 PVA 熔纺初生纤维的热性能
• 4.4 PVA 熔纺初生纤维的拉伸行为
• 4.5 小结
• 第五章 PVA 纤维拉伸过程中的结构与性能变化
• 5.1 PVA 熔纺纤维拉伸过程中结构与性能变化
• 5.2 PVA 熔纺纤维结构与性能影响因素
• 5.3 PVA 熔纺纤维与其它纺丝方法所得纤维力学性能比较
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表和待发表学术论文、申请专利
• 致谢