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溶液喷射法制备间位芳纶纳米纤维的研究

功能材料 2016年第10期47卷 10218-10224页

作者：李超于俊荣王彦诸静胡祖明东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620

采用溶液喷射纺丝技术制备了间位芳纶(PMIA)纳米纤维,探讨了溶液浓度、气压、挤出速率和接收距离等参数对纤维形貌和直径的影响,结果表明,在溶液浓度为12%(质量分数)、牵伸风压为0.12 MPa、挤出速率为0.8mL/h、接收距离为40cm条件下,所... 详细信息

采用溶液喷射纺丝技术制备了间位芳纶(PMIA)纳米纤维,探讨了溶液浓度、气压、挤出速率和接收距离等参数对纤维形貌和直径的影响,结果表明,在溶液浓度为12%(质量分数)、牵伸风压为0.12 MPa、挤出速率为0.8mL/h、接收距离为40cm条件下,所得PMIA纳米纤维形貌较好,纤维平均直径可达276.7nm;采用高速旋转滚筒,制备了PMIA取向纳米纤维,讨论了滚筒转速对PMIA纤维膜性能的影响。结果表明,随着滚筒转速提高,纤维膜取向度及其力学性能均提高,1 300r/min时达到最大值,而膜的孔隙率则随着转速的提高逐渐减小,但仍可达79.7%以上。

关键词：溶液喷射纺丝间位芳纶纳米纤维取向排列

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间位芳纶基导电纤维的性能与应用

纺织导报 2013年第6期 72-74页

作者：宋翠艳陈延平邓召良烟台泰和新材料股份有限公司

介绍了间位芳纶基导电纤维的特性,如优良的阻燃、耐高温、导电、机械加工特性等,阐述了芳纶基导电纤维在防护服装、工业过滤等领域的应用并展望了其发展前景。

关键词：间位芳纶导电纤维防护过滤

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间位芳纶纸板的制备及性能研究

绝缘材料 2015年第6期48卷 9-12,17页

作者：宋欢刘卓峰白书欣周升上官久桓刘含茂株洲时代电气绝缘有限责任公司湖南株洲412100 国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073

采用间位芳纶短切纤维和沉析纤维为原材料制备了芳纶纸板,分析了纤维配比、温度及压强对纸板电气强度及拉伸性能的影响,并对纸板金属离子含量、水浸液电导率和p H值、耐油污性能等进行了研究。结果表明:间位芳纶纸板最佳的纤维配比为短... 详细信息

采用间位芳纶短切纤维和沉析纤维为原材料制备了芳纶纸板,分析了纤维配比、温度及压强对纸板电气强度及拉伸性能的影响,并对纸板金属离子含量、水浸液电导率和p H值、耐油污性能等进行了研究。结果表明:间位芳纶纸板最佳的纤维配比为短切纤维∶沉析纤维=5∶5,最佳工艺是热压温度280℃、热压压强8 MPa。间位芳纶纸板的综合性能达到国外同类产品水平,具有良好的应用前景。

关键词：间位芳纶纸板电气强度拉伸强度

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间位芳纶的载体CZ-12分散染料染色

印染 2016年第4期42卷 26-29页

作者：赵晶崔淑玲河北科技大学河北石家庄050018

将自制的新型载体CZ-12用于间位芳纶分散染料高温高压染色，利用Minitab分析软件优化得到载体CZ-12分散染料染色工艺，即染色温度140℃，保温时间60min，载体质量浓度40g／L，pH值5-6。

关键词：载体染色分散染料间位芳纶

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间位芳纶染色织物耐日晒色牢度影响因素分析

印染 2018年第13期44卷 24-27页

作者：张帅谭艳君霍倩李文燕西安工程大学纺织科学与工程学院陕西西安710048

选用不同类型与结构的分散染料、阳离子染料以及涂料墨水对间位芳纶织物进行染色,从间位芳纶织物结构、染料种类和结构、染料用量方面分析了间位芳纶染色织物的耐日晒色牢度。结果表明,织物结构、染料结构和染料用量对间位芳纶染色织物... 详细信息

选用不同类型与结构的分散染料、阳离子染料以及涂料墨水对间位芳纶织物进行染色,从间位芳纶织物结构、染料种类和结构、染料用量方面分析了间位芳纶染色织物的耐日晒色牢度。结果表明,织物结构、染料结构和染料用量对间位芳纶染色织物的耐日晒色牢度有一定程度的影响,其中涂料染色织物的耐日晒色牢度最佳。

关键词：分散染料阳离子染料涂料染色耐日晒色牢度间位芳纶

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间位芳纶的分散染料染色

印染 2018年第18期44卷 33-36页

作者：张帅谭艳君马新安任碧孔马建马建超西安工程大学纺织科学与工程学院陕西西安710048 陕西省纺织科学研究所陕西西安710038

将自制助剂EA-1用于间位芳纶分散染料高温高压染色,通过单因素试验得到优化的染色工艺:染色温度140℃,保温时间45 min,染浴pH值5~6,载体用量视所需染色深浅而定。酸处理的芳纶织物用分散染料染色可明显提高得色量,载体种类对芳纶织物染... 详细信息

将自制助剂EA-1用于间位芳纶分散染料高温高压染色,通过单因素试验得到优化的染色工艺:染色温度140℃,保温时间45 min,染浴pH值5~6,载体用量视所需染色深浅而定。酸处理的芳纶织物用分散染料染色可明显提高得色量,载体种类对芳纶织物染色色光有影响。

关键词：分散染料染色助剂改性间位芳纶

间位芳纶纤维悬浮液的屈服特性及其对成纸形态结构的影响机制研究

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间位芳纶纤维悬浮液的屈服特性及其对成纸形态结构的影响机制研究

作者：王珮瑶陕西科技大学

学位级别：硕士

间位芳纶纸基功能材料具有良好的阻燃性、电绝缘性、耐辐射性、热稳定性和化学稳定性等优异性能,因而在绝缘材料、蜂窝结构材料、电子材料等领域得到了广泛的应用。但是,间位芳纶纤维表面亲水性差且纤维较长,导致纤维在悬浮液中容易发... 详细信息

间位芳纶纸基功能材料具有良好的阻燃性、电绝缘性、耐辐射性、热稳定性和化学稳定性等优异性能,因而在绝缘材料、蜂窝结构材料、电子材料等领域得到了广泛的应用。但是,间位芳纶纤维表面亲水性差且纤维较长,导致纤维在悬浮液中容易发生缠绕絮聚,严重影响成纸的匀度和强度,限制了芳纶纸基材料在高新技术领域的应用。因此,实现纤维高效分散与流送以及纸张均匀成形,是保证芳纶纸基功能材料具有优异性能亟需解决的关键问题。为此,论文对芳纶浆料悬浮液的流体动力学特性进行了研究。本文从流变学角度,分别研究了单一芳纶短切纤维和沉析纤维悬浮液及两者共混悬浮液的絮凝浓度、剪切和压缩屈服应力;同时通过湿法成形工艺,探索芳纶纤维悬浮液的屈服流变特性与成纸匀度间的关系。在此基础上,结合生产实际,进一步研究了分散剂聚氧化乙烯(PEO)对芳纶纤维悬浮液的屈服流变特性及其与成纸匀度关系的影响。此外,通过对间位芳纶纤维悬浮液的流态化测试,探索了悬浮液达到临界流态化的条件,研究了临界湍流雷诺数与悬浮液浓度、不同纤维配比的关系,定量计算了悬浮液的能量耗散因子,并探究了能量耗散因子与悬浮液剪切屈服应力间的关系。本文的主要研究结果如下:(1)单一间位芳纶短切纤维和沉析纤维悬浮液及两者共混悬浮液的凝结点在0.37～0.68 g/L之间,凝结集聚因子在2.66～35.90之间。悬浮液的压缩屈服应力随着浓度的增大而线性增大,即压缩屈服应力Py与悬浮液浓度C之间满足Py=a+bC的函数关系,a和b的值分别在-411.22～-80.78和127.69～1038.78之间。悬浮液的剪切屈服应力随着浓度的增大而指数式增大,并且剪切屈服应力τy与悬浮液浓度C之间满足τy=aCb的函数关系,a和b的值分别在0.54～1.42和1.31～1.64之间。除100%短切纤维悬浮液外,在同一浓度下,悬浮液的压缩屈服应力和剪切屈服应力均随着沉析纤维占比的增大而减小。间位芳纶纸匀度指数随悬浮液压缩屈服应力和剪切屈服应力的增大都逐渐减小,芳纶纸匀度指数Y与τy.Py值之间满足Y=18.85(τy·Py)-0.21的函数关系。悬浮液Froude数随着浓度的增大而减小最终趋于一个定值,在同一浓度下,悬浮液Froude数随着沉析纤维占比的增大而增大。(2)加入PEO后,沉析和短切纤维质量比为1:4和1:1的间位芳纶悬浮液的凝结点提高了 11%左右。悬浮液的压缩屈服应力仍然随着浓度的增大而线性增大,压缩屈服应力Py与悬浮液浓度C之间仍然满足Py=α+bC的函数关系,a和b的值分别在-223.47～-211.38和323.27～544.79之间。悬浮液的剪切屈服应力仍然随着浓度的增大而指数式增大,剪切屈服应力τy与悬浮液浓度C之间仍然满足τy=αCb的函数关系,a和b的值分别在0.70～1.22和1.39～1.79之间。在同一浓度下,悬浮液的压缩屈服应力和剪切屈服应力仍然随着沉析纤维占比的增大而减小。而且,加入PEO降低了沉析和短切纤维质量比为1:4和1:1时同一浓度下悬浮液的压缩屈服应力;降低了同一浓度下同一配比悬浮液的剪切屈服应力;改善了间位芳纶纸的匀度,成纸匀度指数仍然随着悬浮液压缩屈服应力和剪切屈服应力的增大而逐渐减小,芳纶纸匀度指数Y与τy.Py值之间满足Y=23.40(τy.Py)-0.15的函数关系。加入PEO后,悬浮液Froude数仍然随着浓度的增大而减小最终趋于一个定值;在同一浓度下,悬浮液Froude数仍然随着沉析纤维占比的增大而增大;同一配比同一浓度下加入PEO对悬浮液Froude数的影响不明显。(3)单一间位芳纶短切纤维和沉析纤维悬浮液及两者共混悬浮液的临界雷诺数随着浓度的增大而增大。悬浮液的能量耗散因子随着浓度的增大而指数式增大,并且能量耗散因子εF与悬浮液浓度C之间满足εF=αCb的函数关系,a和b的值分别在0.22～1.13和1.25～2.08之间。同一浓度下的临界雷诺数和能量耗散因子都是沉析和短切纤维质量比为1:1的悬浮液的最大,100%沉析纤维悬浮液的最小,而100%短切纤维悬浮液的介于两者之间。悬浮液的能量耗散因子随着τy2的增大而线性增大,能量耗散因子εF与τy2之间满足εF=a+bτy2的函数关系,a和b的值分别在0.13～1.07和0.07～0.39之间。

关键词：间位芳纶压缩屈服应力剪切屈服应力成纸匀度临界雷诺数能量耗散因子

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间位芳纶湿法纺丝凝固机理的研究

间位芳纶湿法纺丝凝固机理的研究

作者：董勤礼东华大学

学位级别：硕士

间位芳香族聚酰胺(PMIA)是在1962年首先被杜邦合成的一种新型聚酰胺品种。由于它优异的耐高温性能、耐焰性和纺织加工性能,其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... 详细信息

间位芳香族聚酰胺(PMIA)是在1962年首先被杜邦合成的一种新型聚酰胺品种。由于它优异的耐高温性能、耐焰性和纺织加工性能,其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。目前,间位芳纶在聚合上主要通过溶液聚合和界面聚合;纺丝方法上主要是湿纺和干纺。国内外研究者对PAN湿法纺丝凝固机理进行了详尽的研究,其成形理论日趋完善,然而还没有研究者对间位芳纶湿法纺丝的凝固机理进行研究。我国的间位芳纶的生产还刚刚起步,为了得到高性能的间位芳纶,其湿法纺丝过程中的凝固机理是需要解决的难题之一。首先,本文采用重量法和摄影法对间位芳纶纺丝原液的挤出胀大以及挤出活化能进行了详尽的研究。研究发现:间位芳纶纺丝原液存在着挤出胀大现象,并且纺丝原液的挤出胀大随着纺丝压力的增加而增加;随着喷丝头长径比、滤布层数、温度的增加而减小;湿法纺丝的挤出胀大要比干喷湿纺的挤出胀大要大;剪切速率增加,活化能下降,有利于纺丝的稳定。其次,采用成分分析法研究了间位芳纶湿法纺丝的凝固成型机理。分别选择了紫外分光光度法和络合滴定法对纤维萃取液中的DMAc和CaCl的含量进行了测定,并讨论两种方法的准确性和可靠性;另外,初步探讨了在研究湿法纺丝凝固机理过程中的取样方法,并最终选择了合适的取样方法和喷丝头的规格;最后,本文研究了纺丝工艺(如:喷丝头负拉伸、凝固浴温度以及凝固浴浓度)对间位芳芳纶的湿法纺丝扩散系数的影响,从而得到更利于形成高性能间位芳纶的纺丝工艺参数。研究发现:在双扩散系数的测定中发现,溶剂的双扩散系数要大于凝固剂的双扩散系数。随着喷丝头拉伸、凝固浴温度以及凝固浴中DMAc浓度的增加都会是溶剂和凝固剂的双扩散系数增大;另外,喷头拉伸、凝固温度的较小和凝固浴浓度较大时,溶剂和凝固剂扩散系数的比值都是较小的,从而使得纤维凝固的更加缓慢,得到圆形截面的初生纤维。凝固过程实质上是聚合物从原液中分离出来的沉淀过程,这个过程直接决定着纤维的结构,通过SEM分析表明:随着温度的升高,纤维内部的孔穴等缺陷体积增大,结构越疏松,因此,在纺丝过程中应该尽量把凝固浴的温度控制在适当的范围内;随着凝固浴浓度的提高,可以得到内部结构紧密的纤维。本文的创新点: 1:本文系统的研究了间位芳纶纺丝原液湿法纺丝过程中的挤出胀大现象,讨论了工艺条件对挤出胀大的影响,这对实际的纤维生产过程中的喷丝头负拉伸的设定具有一定的指导意义。 2:间位芳纶湿法纺丝的凝固机理的研究在国内外还没有报道,本文创新性采用成分分析法测定了间位芳纶湿法纺丝凝固的双扩散系数,并讨论了纺丝工艺条件对溶剂、助溶剂和凝固剂的扩散系数以及溶剂和凝固剂扩散系数比值的影响。另外,对初生纤维萃取液中的各成分找到了合适有效的测定方法。

关键词：间位芳纶挤出胀大凝固机理扩散系数

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间位芳纶树脂合成及纺丝

间位芳纶树脂合成及纺丝

作者：宋欢国防科学技术大学

学位级别：硕士

芳纶制品作为当今高端绝缘材料广泛应用于输变电、高压发电机、以及干式变压器及轨道交通牵引变压器。目前国内已在芳纶纤维和芳纶纸制造技术方面有所突破,初步打破了杜邦公司的垄断,部分代替了进口。但在芳纶纸板研究领域尚属空白。高... 详细信息

芳纶制品作为当今高端绝缘材料广泛应用于输变电、高压发电机、以及干式变压器及轨道交通牵引变压器。目前国内已在芳纶纤维和芳纶纸制造技术方面有所突破,初步打破了杜邦公司的垄断,部分代替了进口。但在芳纶纸板研究领域尚属空白。高速列车牵引变压器关键绝缘材料芳纶纸板全部来自进口,这已经影响到产业的健康可持续发展。国内相关企业迫切希望实现高性能芳纶纤维制品芳纶纸板的国产化。本文对间位芳纶树脂的合成进行了研究,考察了原料的配比、起始反应温度、中和剂的种类、反应体系中水份的含量、反应加料的方式以及助溶剂对聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)比浓对数粘度的影响。结果表明当IPC与MPD的摩尔比在1.03、反应单体的初始反应浓度为1.0mol/L,初始反应温度为-10℃,体系中水含量为100ppm,加料次数2次时,以有机胺I为中和剂所制备的PMIA树脂比浓对数粘度达到最高值,为1.68。研究了间位芳纶树脂的成膜性和电气性能。结果表明在20Hz-1MHz的频率范围内,自制间位芳纶树脂薄膜的介电损耗处于0.9%-0.18%之间,间位芳纶树脂比浓对数粘度大小对电气性能影响较小,采用有机胺中和有利于降低间位芳纶的介电损耗。研究了间位芳纶树脂的可纺性。结果表明提高间位芳纶树脂的分子量、热拉伸处理,提高热拉伸比有利于间位芳纶纤维的抗张强度的提高,且精密的纺丝过滤介质有利于提高纺丝原液的可纺性。研究了间位芳纶沉析纤维的成型工艺。结果表明适当降低树脂浓度和流量、提高沉析液浓度,有利于提高沉析纤维的产品质量;剪切速度慢,长纤维偏多,剪切速度过高,细小纤维偏多,制备的沉析纤维热性能及其手抄片的力学性能接近国外产品水平,且手抄片电气性能高于国内同类产品。采用自制短切纤维及沉析纤维进行了芳纶纸板制备,考察了原材料配比、热压温度以及热压压力对芳纶纸板性能的影响。结果表明芳纶纸板压制的最佳纤维配比及工艺是:短切纤维:沉析纤维=5:5,热压温度为280℃,热压压强为8MPa。长期耐热温度达到224℃。其性能可达到国外产品水平,具有良好的应用前景。

关键词：间位芳纶聚间苯二甲酰间苯二胺芳纶纤维