高分子量聚丙烯腈紡絲液的流變“歷史效應(yīng)”及其工藝條件的研究.pdf

1、我們一再?gòu)?qiáng)調(diào)，超細(xì)高強(qiáng)高模碳纖維的開(kāi)發(fā)工作具有非常重要的價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)纖維的這些性能指標(biāo)，必須一方面提高合成共聚物相對(duì)分子質(zhì)量的同時(shí)，另一方面降低紡絲工藝最終絲條的直徑水平。本論文從合成高分子量的懸浮聚合與沉淀聚合兩種聚合工藝出發(fā)，利用最佳共聚工藝合成的聚合物進(jìn)行不同條件的，經(jīng)歷不同“歷史”過(guò)程的溶脹溶解過(guò)程，并借助分子量分布及第四統(tǒng)計(jì)理論分析粒徑均勻性，從多角度比較系統(tǒng)的對(duì)比溶解的“歷史效應(yīng)”對(duì)紡絲液流變性的影響規(guī)律。再結(jié)合前人懸浮聚合

2、產(chǎn)品濕紡工藝的優(yōu)點(diǎn)，摸索對(duì)于懸浮產(chǎn)品最佳的凝固條件及后期牽伸、水洗、致密工藝，通過(guò)對(duì)比借鑒逐步探索沉淀產(chǎn)物的濕法紡絲工藝，以下是我的主要工作內(nèi)容:
　　 1、利用前人最佳的懸浮及沉淀聚合工藝，合成不同分子量的兩種機(jī)理下的共聚產(chǎn)物，分別將每種聚合產(chǎn)品經(jīng)歷不同溫度，不同溶解時(shí)間，添加不同溶劑，改變配置固含量，變換剪切手段等各種復(fù)雜的“歷史”過(guò)程，并對(duì)比兩者分子量分布寬窄，借助第四統(tǒng)計(jì)理論分析粒徑均勻度，系統(tǒng)對(duì)比兩種聚合機(jī)理下的產(chǎn)物接

3、受不同“歷史效應(yīng)”對(duì)其流變規(guī)律的影響。
　　 2、總結(jié)文獻(xiàn)并參考實(shí)驗(yàn)室前輩的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比兩條濕紡工藝，探索出一條最適宜懸浮聚合產(chǎn)物的紡絲路線，研究原絲經(jīng)歷不同紡絲階段的機(jī)械性能及表面形貌，歸納出一條比較理想的懸浮聚合高分子量PAN的凝固工藝，以及后期的水洗、致密及蒸汽牽伸工藝，為后面沉淀產(chǎn)物濕紡工藝的摸索提供了參考。本章節(jié)詳細(xì)考量了蒸汽牽伸工藝對(duì)絲條各方面物理機(jī)械性能的影響，絲條強(qiáng)度隨汽牽倍率的變化分為三個(gè)階段:即緩慢上升區(qū)，

4、急劇增大區(qū)和相對(duì)平穩(wěn)區(qū)，并利用第四統(tǒng)計(jì)理論分析牽伸過(guò)程中牽伸較大鏈段和牽伸不大鏈段群子的競(jìng)爭(zhēng)，最后證實(shí)，隨著牽伸倍率的提高，體系傾向于牽伸程度大的鏈段相互聚集和牽伸不大的鏈段相互聚集，而且隨蒸氣牽伸的進(jìn)行，體系中群子向高牽伸鏈段群子轉(zhuǎn)移。
　　 3、懸浮產(chǎn)物的濕法紡絲工藝不能成功應(yīng)用到沉淀產(chǎn)物上面，雖然絲條有一定的強(qiáng)度，但是表面出現(xiàn)嚴(yán)重的竹節(jié)、魚(yú)鱗等破裂現(xiàn)象。一方面是由于過(guò)大的剪切力使高聚物發(fā)生擠出破裂，另一方面沉淀產(chǎn)品分子量分

5、布太寬，影響出口Barus效應(yīng)的大分子鏈段數(shù)目較多，加強(qiáng)了出口膨脹效應(yīng)，造成凝固過(guò)程不穩(wěn)定。通過(guò)降低計(jì)量泵推送速度來(lái)減小剪切應(yīng)力，以及降低紡絲液固含量來(lái)減小單位空間內(nèi)長(zhǎng)分子鏈數(shù)目可以明顯消除紡絲細(xì)流的出口破裂現(xiàn)象。同時(shí)采用多級(jí)凝固浴預(yù)牽伸能有效的提高纖維強(qiáng)度，為后期的大比例牽伸起到一個(gè)鋪墊作用。
　　 4、通過(guò)總結(jié)文獻(xiàn)內(nèi)容，確定濕法紡絲的工藝范圍，給高分子量沉淀共聚產(chǎn)物進(jìn)行三因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)，利用正交手段，對(duì)比直徑、強(qiáng)度、異