濕法工藝紡制PAN基中空纖維成形機(jī)理研究.pdf

1、本研究采用C型噴絲板的濕法工藝制備聚丙烯腈(PAN)基中空纖維的成形機(jī)理,主要分為四部分內(nèi)容：第一,聚丙烯腈(PAN)基中空纖維濕法制備技術(shù)研究。第二,聚丙烯腈(PAN)基中空纖維紡絲溶液經(jīng)擠出脹大成孔的機(jī)理研究。第三,聚丙烯腈(PAN)基中空纖維紡絲溶液在凝固過程成形的機(jī)理研究,其中研究包括聚丙烯腈(PAN)紡絲溶液表層成膜對(duì)中空纖維成形的影響。第四,成膜速率凝固調(diào)節(jié)劑對(duì)聚丙烯腈(PAN)基中空纖維成形過程的調(diào)控,其中包含調(diào)節(jié)劑在凝固

2、浴體系中的作用機(jī)理研究。通過流變學(xué)測(cè)試對(duì)聚丙烯腈(PAN)基中空纖維紡絲溶液的粘彈性進(jìn)行了分析,創(chuàng)新地設(shè)定紡絲溶液經(jīng)C型噴絲板的擠出脹大變化程度的表征----擠出脹大比;通過濁點(diǎn)滴定實(shí)驗(yàn)成功模擬紡絲液細(xì)流凝固過程中的相分離,并繪制出PAN-DMSO-H2O三元相圖,這對(duì)紡絲溶液在凝固過程中表層成膜的研究有著重要意義;通過紫外光譜測(cè)試調(diào)節(jié)劑在凝固過程中的作用機(jī)理;并通過光學(xué)顯微鏡觀察中空纖維的成形情況,用以配合機(jī)理的研究。結(jié)果表明：隨剪切

3、速率的增加,PAN紡絲溶液會(huì)出現(xiàn)粘彈轉(zhuǎn)變點(diǎn)(儲(chǔ)能模量G'和損耗模量G”的交點(diǎn));粘彈轉(zhuǎn)變點(diǎn)的出現(xiàn)是紡絲溶液第一法向應(yīng)力差開始隨剪切速率的增加而增長的標(biāo)志點(diǎn),說明擠出脹大的主控因素是彈性;而在凝固過程中,由相分離途徑的延長來減緩相分離過程,使紡絲溶液表層成膜變得困難;添加調(diào)節(jié)劑后的聚合物-溶劑-非溶劑三相體系的相分離過程要比未調(diào)節(jié)劑的相分離過程更加困難,可有效減緩紡絲溶液表層成膜速度?？傮w而言：采用C型噴絲板進(jìn)行擠出凝固,用濕法紡絲工藝制