PMIA浆液的凝固特性及其原液着色纤维的制备

论文摘要

间位芳香族聚酰胺(PMIA)是在1962年首先被合成的一种新型聚酰胺品种。由于它优异的耐高温性能与可纺性,PMIA的纤维与纸制品被广泛的应用于工业和服装,在耐高温的场合,更是有着不可替代的作用。随着对高性能纤维的需求不断提高,间位芳香族聚酰胺得到了巨大的发展。然而,由于PMIA纤维分子结构紧密,结晶度高,小分子染料很难进入纤维大分子内部,导致染色困难,这严重阻碍了芳纶纤维,尤其是耐高温的着色PMIA纤维的发展。本论文对PMIA的合成中各种杂质的影响及PMIA浆液的凝固性能,还有着色PMIA纤维的制备等方面,做了大量的研究和探索工作。首先,在聚合体系中,分别加入一定量的甲醇、乙醇、乙酸、乙胺等杂质,进行了一系列的PMIA聚合试验,通过粘度法测定聚合物的分子量以考察聚合体系中各种杂质对聚合反应的影响,进而确定各种杂质的最低含量。对聚合过程溶剂的回收利用,降低成本以及PMIA的工业化大生产有重要的指导意义。其次,为了便于对凝固过程双扩散进行观察和研究,采用宏观模型,即采用直径在1.0cm左右的圆柱形液流在凝固浴中凝固。在DMAc和水的纺丝凝固浴体系中,由于DMAc的密度小于水的密度,随着DMAc和水双重扩散的进行,凝固样品的重量开始增加,其重量随凝固时间的变化反映了凝固过程的速度。因此这种宏观模型虽然与实际的纺丝细流相比存在一定的体积效应,但可以从本质上反映凝固样品与凝固浴之间双扩散动力学过程,对于实际纺丝过程中凝固成型及双扩散机理的认识以及工艺参数的影响规律具有一定的可比性。最后,采用原液着色的方法,根据湿法纺丝工艺,制备了PMIA着色纤维,并对其进行了机械性能、染色深度、热失重、取向度及其化学结构等分析测试,结果表明:原液着色PMIA纤维的机械性能受颜料加入量的影响很小。本论文的创新点是:1、系统地对PMIA聚合过程中可能出现的杂质做了分析,讨论了每种杂质对聚合反应的影响,以及给出了每种杂质在聚合体中不影响PMIA浆液纺丝的最低含量,对PMIA纺丝工艺中DMAc的回收有一定的指导意义。这在国内还没有系统地报道,有一定的创新意义。2、在PMIA湿法纺丝的基础上,利用原液着色的方法,制出着色PMIA纤维。虽然我国对PMIA纤维的研究已经有了十几年的历史,但是着色PMIA纤维仍然还是空白,故原液着色法制备着色PMIA纤维也有一定的创新性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 纤维的结构、性能和用途
• 1.2 国内外PMIA聚合物及纤维制备技术的现状及新进展
• 第二章 聚合体系中杂质对PMIA聚合反应的影响
• 2.1 实验
• 2.2 结果与讨论
• 2.3 结论
• 第三章 PMIA浆液凝固性能的研究
• 3.1 实验原料
• 3.2 实验方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.4 结论
• 第四章 原液着色PMIA纤维结构与性能的研究
• 4.1 实验
• 4.2 结果与讨论
• 4.3 结论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文