论文部分内容阅读
聚丙烯腈纤维以其优良的性能,如柔软性、蓬松性、易染色性等受到了广大人民的喜爱,素有“人造羊毛”的美称。在纺织行业中占据了非常重要的地位。但美中不足的是,聚丙烯腈纤维是一种易燃纤维,极限氧指数仅为17%,容易燃烧,燃烧中释放有毒气体,严重威胁人民生命安全,并污染环境。因此,致力于聚丙烯腈纤维的阻燃研发显得尤为重要,具有现实及深远意义。本论文主要分为以下三部分内容:第一部分是螯合物的制备。选用植酸(PA)为螯合剂,与金属离子螯合生成稳定的络合物。得出螯合反应的最佳条件:金属离子选用Fe3+,PA与FeCl3·6H20的摩尔比为1:1,反应温度为50℃,反应时间为2小时。傅里叶红外光谱出现了 P-O和Fc-O键的特征吸收峰,表明PA与FeCl3·6H20发生反应。热重分析,表明螯合物在800℃时的残炭率为60.53%,具有良好的成炭性能。第二部分是利用静电纺丝技术制备阻燃聚丙烯腈纳米纤维。利用静电纺丝技术制备纯PAN、掺杂PA的PAN和掺杂螯合物的PAN纳米纤维。通过扫描电镜表征纳米纤维的微观形貌和结构特征。X射线能谱分析证明了掺杂PA的PAN纳米纤维中含有PA,掺杂螯合物的PAN纳米纤维中存在金属螯合物。应用X-射线光电子能谱测试分析纳米纤维表面的元素,推测纳米纤维的组分。傅里叶变换红外光谱分析表明纳米纤维中含有PA和蛰合物的特征官能团。热重分析表明:掺杂PA的PAN的残炭率高达60.63%,掺杂螯合物的PAN高达50.40%,大大的提高了 PAN的成炭性。通过差示扫描量热仪测试(DSC)分析,探讨纳米纤维的阻燃机理。极限氧指数测试表明掺杂PA的PAN的极限氧指数为27.3%,掺杂螯合物PAN的为22.8%。第三部分是基于静电纺丝技术,优化纺丝工艺,为制得均匀分散的静电纺丝液,在纺丝液中分别添加硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、吐温80三种表面活性剂,并对静电纺丝制备的纳米纤维进行性能测试。通过扫描电镜观察纳米纤维的微观结构,傅里叶变换红外光谱分析表明纳米纤维中含有表面活性剂;热重分析结果表明,添加表面活性剂制备的纳米纤维能提高PAN的阻燃效果。