二步法制备高强度聚甲醛纤维的工艺及性能研究

首先采用熔融纺丝工艺制备聚甲醛(POM)初生纤维,然后采用二级热箱对初生纤维进行热拉伸及热定型,制备高强度POM纤维;根据POM初生纤维的熔融结晶曲线和等温结晶性能,确定了初生纤维的热拉伸温度;研究了拉伸倍数对纤维力学性能、结晶度和取向度的影响。结果表明:POM初生纤维的热拉伸温度即第一级热箱温度为155℃,热定型温度即第二级热箱温度为120℃;POM纤维的拉伸强度和结晶度随拉伸倍数的增大先增加后降低,初生纤维经9倍拉伸时均达到最大;POM纤维取向度随拉伸倍数的增加而增加,初生纤维经9倍拉伸后趋于稳定;POM初生纤维经9倍拉伸时,所得POM纤维的拉伸强度达到最大值为1.23 GPa,断裂伸长率为21.07%。     

聚甲醛纤维的一步法制备及其性能研究

采用自制的熔融纺丝一体化设备,使用不同熔融指数的聚甲醛的共混料为原料,通过DSC、TGA等测试以及纺丝工艺过程的分析,得出了最佳的原料配比和熔融纺丝工艺。研究了牵伸倍数对聚甲醛纤维拉伸强度的影响,结果表明:在10倍牵伸下,可以制备出拉伸强度为6.2 cN/dtex的聚甲醛纤维。     

聚甲醛/海泡石纤维复合材料的制备与性能研究

为制备性能优良的聚甲醛（POM）基复合材料,以海泡石纤维（Sep）填充POM制备POM/Sep复合材料。研究硅烷偶联剂KH550表面改性填料对复合材料力学和摩擦学性能的影响。复合材料的力学性能以及摩擦学性能随着Sep含量的增加而改善,当有机改性海泡石纤维（O-Sep）含量为5.0 %（质量分数,下同）时,POM/O-Sep复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击性能分别达到最优值68.43 MPa、89.81 MPa、3600.61 MPa和285.5 kJ/m2,与纯POM相比提高了28.6 %、51.9 %、79.1 %和8.8 %;且POM/5.0 %O-Sep复合材料的摩擦因数和磨损量分别达到0.072和3.6 mg,与纯POM相比降低了65.9 %和 35.7 %。     

聚甲醛纤维的制备与性能

采用熔融纺丝方法,通过调整纺丝工艺参数中的卷绕速度及后牵伸倍数,制备了不同工艺下的聚甲醛(POM)纤维;通过对热性能、取向度和力学性能的测试,分析了POM树脂结晶和降解等热学性能对纺丝过程的影响,同时研究了纺丝工艺参数对POM纤维性能的影响;最后对POM纤维的耐酸碱性能进行了研究。结果表明:POM纤维最佳的纺丝速度为490 m/min,牵伸倍数为7.4。POM纤维的耐碱及耐弱酸性好。     

聚甲醛纤维的耐老化性能研究

采用熔融纺丝制备聚甲醛(POM)纤维,研究了POM纤维在热烘箱、紫外老化箱中进行热氧老化和紫外老化,采用单纤维强力仪、扫描电子显微镜对老化过程中纤维的力学性能、表面结构形貌进行了分析。结果表明:在热氧老化过程中,前4 d纤维拉伸强度下降速度最快,从1 050 MPa下降到649 MPa;在紫外老化过程中,老化2~7 d时,纤维拉伸强度下降最快,从958 MPa下降到414.9 MPa;随着老化时间的增加,POM纤维的拉伸强度逐渐降低,但下降趋势变缓;在老化初期,纤维表面形成沿纤维轴向的微裂纹,并随着老化时间的延长,微裂纹逐渐变大,且出现垂直于纤维轴向的裂纹,严重破坏了POM纤维的结构与性能。     

聚甲醛及其纤维的热分析研究

用Ozawa法和Mo法对聚甲醛(POM)的非等温结晶动力学进行研究。采用双螺杆纺丝机熔融纺得POM初生纤维,再用水浴拉伸方法制得POM纤维,研究拉伸倍数、水浴温度对POM纤维结晶性能的影响。结果表明:在不同的降温速率下,随着降温速率的提高,POM结晶峰峰值温度降低,半结晶时间缩短,结晶速率加快;采用Mo法研究POM的非等温结晶过程比较理想,而Ozawa法不适用;水浴拉伸有利于纤维的结晶,而随着水浴温度的提高,POM纤维的结晶度提高。     

喷丝头拉伸对聚甲醛纤维结构与性能的影响

采用自主开发的聚甲醛(POM)熔融纺丝设备,在其他纺丝工艺不变的条件下,改变喷丝头拉伸倍数,制备POM纤维;研究了喷丝头拉伸倍数对POM初生纤维的取向度、后拉伸性能以及POM纤维力学性能的影响。结果表明:随着喷丝头拉伸倍数的增大,POM初生纤维的取向度呈现先上升后下降的趋势,而初生纤维的直径呈逐渐减小的趋势;喷丝头拉伸倍数为90时,整体工艺状况最佳,POM初生纤维的最大拉伸倍数达7.1,制备的POM纤维断裂强度为6.35 cN/dtex,断裂伸长率为13.5%。     

聚甲醛树脂及其性能

介绍了聚甲醛树脂的生产及应用,并对国内外生产的聚甲醛的性能进行了比较。     

聚甲醛纤维的制备及其力学性能研究

采用双螺杆熔融纺丝制得聚甲醛(POM)卷绕丝,通过水浴拉伸卷绕制得聚甲醛纤维。利用声速取向测试仪研究了拉伸对纤维取向的影响;利用纤维强度仪测量了纤维的力学性能,研究了拉伸温度、热定形条件、酸碱性环境对纤维力学性能的影响。结果表明:拉伸倍数增大,POM纤维的取向度、断裂强度、模量增大,断裂伸长率减小;控制水浴拉伸温度在80~95℃为宜;紧张热定形有利于提高纤维力学性能。制得的聚甲醛纤维耐碱性优良,有一定的耐酸性能。     

高性能聚甲醛纤维的研究进展与应用

介绍了聚甲醛纤维的研究进展,重点阐述了国外制备聚甲醛纤维的研究历程以及聚甲醛纤维的性能、用途,以期对我国聚甲醛纤维业的发展有所借鉴。     

废旧聚甲醛/改性竹纤维复合材料的力学性能研究

采用碱(NaOH)、硅烷偶联剂(KH560)、异氰酸酯(IPDI)等不同处理方法对废旧聚甲醛/竹纤维（POM/BF）复合材料的界面进行调控,研究了竹纤维改性方法和竹纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,NaOH+IPDI和NaOH+KH560能够实现对复合材料界面的调控,利用NaOH+2 %IPDI对BF进行处理后,POM/BF复合材料［BF为20 %（质量分数,下同）］的弯曲强度增加了13.38 %,拉伸强度为50.36 MPa;利用NaOH+5 %KH560对BF进行调控处理后,POM/BF复合材料的弯曲强度增加了12.61 %,拉伸强度为46.87 MPa;NaOH+2 %IPDI对BF的处理具有更好的效果,BF含量为20 %时复合材料的力学性能最佳。     

玻璃微珠填充改性聚甲醛复合材料的制备及性能研究

利用经硅烷偶联剂表面处理的玻璃微珠,通过双螺杆挤出机直接和间接共混挤出方法制备玻璃微珠填充改性聚甲醛(POM)复合材料。对两种方法制备的POM复合材料的力学性能进行了对比分析,并分析了玻璃微珠含量对间接法制备的POM复合材料熔体流动性能和热性能的影响。结果显示,采用间接法制备POM复合材料,当玻璃微珠质量分数为2%时,POM复合材料的缺口冲击强度达到最大值,为8.94 k J/m2,当玻璃微珠质量分数为5%时,POM复合材料的弯曲强度达到最大值,为124 MPa,较直接法制备的POM复合材料分别提高了28.1%和27.8%。添加适量的玻璃微珠有助于改善POM复合材料的熔体流动性能和热稳定性,当玻璃微珠质量分数为5%时,POM复合材料的熔体流动速率达到11.2 g/(10 min),较纯POM提高了24.4%;当玻璃微珠质量分数为10%时,POM复合材料的初始分解温度达到最大值,为400℃,较纯POM提高了近50℃。     

聚甲醛纤维增强砂浆的力学性能和干燥收缩试验研究

本文研究了不同长度聚甲醛(POM)纤维单掺和混掺对砂浆流动度、抗折强度、抗压强度、弯曲韧性及干燥收缩的影响,并通过扫描电镜观测了其微观结构。研究发现,砂浆流动度随POM纤维长度和掺量增大而下降,混掺纤维比单掺对砂浆流动度的影响更小。POM纤维能有效提高砂浆的抗折强度,但掺量超过0.6%(体积分数,下同)时增强效果减弱,与未掺纤维试样相比,0.6%掺量的6 mm纤维对试样28 d抗折强度提升最高,为14.67%,抗压强度随纤维掺量增加而降低。12 mm纤维比6 mm及混掺对试样弯曲韧性提升更明显,最大提高49.43%。纤维的掺入可显著降低试样的干燥收缩率,且随纤维掺量增加,试样90 d干燥收缩率先减小后增大。与未掺纤维试样相比,0.6%掺量的6 mm纤维试样90 d干燥收缩率下降最多,为27.39%。混掺POM纤维在掺量0.6%以上时仍可显著提升砂浆的抗折强度并减小干燥收缩率。     

紫外老化对聚甲醛纤维结构与性能的影响

研究了聚甲醛(POM)纤维在自然暴露老化以及在紫外老化箱中的加速老化行为,通过单纤维强力仪、扫描电镜、红外光谱仪、白度分析仪分析了老化对POM纤维结构与性能的影响。结果表明:POM纤维的耐老化性能差,自然老化8个月,抗拉强度下降22%,紫外老化14 d,抗拉强度下降84%;在光、氧的作用下,分子链发生断链的端基被氧化成羰基、羧基和羟基,黄色指数逐渐增加;通过添加抗老化母料F可显著提高POM纤维的抗老化性能。当抗老化母料F质量分数为3%、在紫外加速老化14 d时,POM纤维的抗拉强度仅下降8%,比未添加抗老化母料的POM纤维的抗拉强度提高了76%。     

碳纳米纤维增强聚甲醛复合材料制备及性能

通过纳米碳纤维(CNFs)在聚甲醛(POM)基体中的均匀分散以及取向,制备了具有优异力学性能和热性能的POM/CNFs复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸性能测试、热重分析、动态热机械分析测试表征了POM/CNFs复合材料的结构和力学、热学性能。结果表明,CNFs与POM分子链形成氢键相互作用,促进了CNFs在POM基体内分散,同时使POM/CNFs复合材料的结晶度显著提高。随着CNFs含量增加,POM/CNFs复合材料的拉伸强度、储能模量和损耗模量均得到提高。当添加0.5%的CNFs时,拉伸强度、储能模量及损耗模量分别提高了20.5%,127%和58%。进一步研究了高温拉伸对POM/CNFs复合材料性能的影响。结果表明,CNFs沿拉伸方向定向排列,同时复合材料拉伸后结晶度提高,拉伸强度显著增加。     

不同应变率下聚甲醛纤维机场道面混凝土弯曲性能研究

机场道面混凝土结构在不同性质荷载作用下的力学行为受应变率的影响较大。为研究应变率对聚甲醛纤维机场道面混凝土(PFAPC)弯曲性能的影响,通过四点弯曲试验,分析不同应变率(10^-5～10^-1 s^-1)下PFAPC抗弯挠度、弯曲模量、弯曲强度及韧性指数的变化规律,并观察断口纤维的微观形貌,总结不同应变率下的纤维失效模式。结果表明：PFAPC的弯曲峰值强度、极限抗弯挠度及弯曲模量随应变率的增加呈上升趋势;与峰值强度相比,应变率对PFAPC残余强度影响较小,但随应变率增大总体呈上升趋势;与极限抗弯挠度相比,峰值挠度随应变率的增加波动上升;聚甲醛纤维在各应变率作用下主要为拔出破坏模式;PFAPC在车辆及飞机冲击作用下能吸收较大能量,呈现出一定的延性破坏特征,具有良好的弯曲韧性。