论文部分内容阅读
聚酰亚胺纤维作为一种高性能纤维,在微电子工业、原子能工业、宇航工业等高端行业有广阔的应用前景,但对其结构与性能间的关系还有待深入研究。本论文以两步法制备的含联苯型共聚BPDA/PMDA/ODA聚酰亚胺纤维为研究对象,系统研究了纺丝工艺参数(亚胺化温度、亚胺化过程的升温速率、牵伸比、喷拉比、热牵伸温度)和共聚组成对聚酰亚胺纤维形态结构与性能的影响,得到如下主要结果:1.利用ATR-IR相对定量表征了联苯型共聚聚酰亚胺纤维的酰亚胺化程度。2.通过研究亚胺化温度、亚胺化过程的升温速率、喷拉比、牵伸比、热牵伸温度对纤维表面形态、热性能、力学性能等的影响,发现:(1)牵伸比的增大使纤维直径逐渐减小,截面偏离圆形,呈椭圆形状;喷拉比增大对纤维表面无明显影响,但使纤维内部堆积紧密;热牵伸温度升高,纤维内部变得疏松,至460℃会出现并丝现象;(2)纤维均具有优良的热稳定性;(3)牵伸比和喷拉比的增大及牵伸温度的升高,有利于纤维的拉伸强度和拉伸模量的增大。但过大的牵伸比和喷拉比及过高的牵伸温度有可能使分子链断裂或发生降解反应,导致纤维力学性能变差。筛选出较适宜的纤维制备条件,即:亚胺化温度280℃,亚胺化过程的升温速率1℃/min,牵伸比为3.0,喷拉比为3.25,热牵伸温度400℃。3.随共聚单体PMDA的增加,纤维表面形貌逐渐变得粗糙,可纺性变差,截面均堆积紧密,致密度较好;纤维的取向度呈现一定的增大趋势;纤维的玻璃化转变温度逐渐增大,处于两个均聚物之间;共聚纤维均具有较好的热稳定性;纤维的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率都逐渐减小,共聚组分PMDA的加入没有有效提高纤维的力学性能的原因可能与酰亚胺化程度有关。