高强高模聚乙烯醇纤维的研究进展

综述了聚合度、纺丝方法、拉伸和后处理工艺对制备高强高模聚乙烯醇 ( PVA )纤维的影响 ,以及高强高模 PVA纤维在建筑、国防军工等领域的应用 ,指出我国应加强 PV A纤维的新产品、新用途的开发     

高强高模聚乙烯醇纤维结构性能研究

采用无乳化剂乳液聚合方法,制得不同转化率的高分子量聚醋酸乙烯（PVAc）,醇解后进行凝胶纺丝,得到两种高强高模纤维。采用偏光显微镜、X射线衍射、DSC和电子强伸仪对其纤维结构和性能进行分析。在光学显微镜下观察到,低转化率下纤维表面有横纹,高转化率下无横纹。横纹丝的强度和模量分别为18．98cN／dtex和360cN／dtex,显著高于无横纹丝的强度、模量（强度为15．4cN／dtex,模量为304cN／dtex）。分析认为横纹丝在拉伸过程中形成了柱晶结构。     

高强高模聚乙烯醇纤维的应用开发

高强高模聚乙烯醇纤维具有独特的物理,机械、化学性能、是替代石棉、玻璃纤维。提高水泥制品的内在质量,降低建筑物外墙涂层龟裂等方面的理想材料,需求量正以15%以上速率递增。     

高强高模聚乙烯醇纤维的生产工艺初探

采用凝胶纺丝,添加硼酸和助剂生产高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维,探讨了其生产工艺。结果表明:控制纺丝原液PVA质量分数16%,添加硼酸质量分数1.0%～1.1%;采用Na_2SO_4/NaOH凝固浴体系,其中Na_2SO_4质量浓度为300g/L,NaOH质量浓度为80～100g/L,凝固浴温度45℃,凝固时间25s;选择4段拉伸,湿热拉伸倍数为6,总拉伸倍数为14;生产稳定,得到的高强高模PVA纤维断裂强度达15cN/dtex,模量达320cN/dtex。     

高强高模聚乙烯醇纤维是替代石棉的最理想材料

综述分析了石棉及其石棉行业存在严重危害性等实际情况,对国外开发的各种石棉替代品的试验、试用和实际应用情况进行了对比。结果表明,聚乙烯醇(PVA)纤维具有高强高模、低伸长、耐酸碱、抗溶剂、耐老化、水泥粘着力好、性价比高等优良特点,以及国外近20年的基础研究和工程应用实践证明,被国际公认为替代石棉的最理想材料。最后提出在我国加快PVA纤维代替石棉的迫切性与必要性。     

聚丙烯腈基高强高模石墨纤维结构研究

以聚丙烯腈纤维为先驱体,经连续热稳定化、碳化处理,制备出T800级碳纤维;进一步经连续石墨化处理后,制备出M50J级石墨纤维。采用SEM、元素分析、XRD和Raman等手段表征了碳纤维截面形貌、化学组成、石墨微晶及取向等结构。与进口M50J石墨纤维相比,国产M50J级碳纤维模量与其相当,但有更高的拉伸强度;同时两者间碳含量和石墨微晶尺寸相当,但国产纤维具有更高的取向程度和石墨化程度。M50J级碳纤维比T800级碳纤维具有更高的碳含量、更完善的石墨微晶结构及取向程度。     

凝胶纺丝技术制高强高模纤维

概述了凝胶纺丝技术的发展简况,以聚乙烯为例,对高聚物凝胶的两种类型——搅拌致凝胶和单晶凝胶及其制备方法进行了讨论。并对凝胶的超拉伸制高强高模纤维的原理以及纤维的结构与性能作了介绍。     

高强高模聚乙烯醇股线在胶管中的应用

９０年代中期开发的国家级新产品———高强高模聚乙烯醇纤维（PVA）是利用世界上先进的含硼湿法工艺技术和合理的牵切纺工艺加工路线而生产的。其分子结构为：由于硼环上羟基的存在,大分子间易形成网状结构,其经过初捻、复捻或直接加捻生产的股线,可直接用作橡胶行业胶管的骨架材料。我国高强高模聚［－CH２－CH－CH２－CH－］nOOBOH配料→胶料制备→混炼胶→内胶压出股线筒→上纡→编织→浸浆→干燥→外胶压出→硫化→整理→检验→成品混炼胶←胶料制备←配料乙烯醇纤维的应用领域与国外先进水平相比存在着相当大的差距。其在胶…     

高强高模聚乙烯醇纤维的研究进展

从聚合方法和引发方式综述了国内外合成高相对分子质量及高立构规整度聚乙烯醇(PVA)的研究进展;详述了通过聚新戊酸乙烯酯的醇解来制备PVA微纤的方法;简述了高强高模PVA纤维的特性及应用;指出今后高强高模PVA纤维的研究应在聚合方法、开发新的高效引发剂和醇解工艺作进一步探索。     

生产工艺条件对聚乙烯醇纤维结构与性能的影响

用扫描电子显微镜和单丝强伸仪研究了不同生产工艺条件下制备的聚乙烯醇(PVA)纤维的形态、力学性能和耐热水性能。结果表明:通过加硼交联湿法纺丝,采用多段高倍干热拉伸并控制工艺参数,可以得到超高强、高模PVA纤维。结构均匀、缺陷少、高取向、高结晶是获得高强、高模纤维的关键性因素。     

高性能聚乙烯醇纤维的研究进展

综述了高性能聚乙烯醇(PVA)纤维的研究进展;介绍了超高相对分子质量和高立构规整度的PVA 制备方法;详述了凝胶纺丝制备高性能PVA纤维的工艺及其影响因素:纤维结构、拉伸工艺、溶剂、凝固剂种类、凝固浴温度等。展望了高性能PVA纤维的发展动向和应用前景;指出高聚合度、高间规度PVA纤维是其研究方向。     

高强高模聚乙烯纤维的技术进展及应用

介绍了高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维的国内外生产概况、研发现状、应用领域及市场前景;对国内HSHMPE纤维产业的今后发展提出了建议。即国内科研单位和企业对照国外标准找差距,完善提升HS-HMPE纤维生产技术路线;整合国内市场,制定HSHMPE纤维国内标准,形成规模化。     

拉伸条件对高强PVA纤维结构和性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)加入到二甲基亚砜(DMSO)和水(质量比94:6)的混合溶剂中,以甲醇为凝固剂,采用干湿法凝胶纺丝,经热拉伸和热定型后,制得高强度PVA纤维。探讨了拉伸工艺对高强PVA纤维结构和性能的影响。结果表明:对于负拉伸为40%,初拉伸2倍,220℃热拉伸9.9倍,热定型2 min的PVA纤维,纤维的结晶结构比较完善,断裂强度为17.8 cN/dtex,初始模量为310.7 cN/dtex;PVA纤维在光学显微镜下观察到的横纹反映出结晶聚集体的光学现象,横纹较多时,纤维的断裂强度和初始模量较高。     

高强高模聚乙烯纤维发展概况与应用前景

介绍了高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维的国内外生产概况、应用领域、市场前景情况,对今后国内HSHMPE纤维产业的发展提出了建议。HSHMPE纤维是工业化生产的纤维强度最高的特种纤维,广泛应用于国防、安全防护、航空航天、航海、兵器、造船等领域。指出我国应尽快制定HSHMPE纤维产业标准,继续完善生产工艺,加快推动HSHMPE纤维的应用与发展。     

胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的结构与性能

将水溶性聚乙烯醇与胶原蛋白进行湿法纺丝,初生纤维经过热拉伸、热定型和缩醛化等后处理,制得胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维。结果表明,纺丝过程中固含量为16%的原液纺得的复合纤维的蛋白质存留率可以达到98%以上,原液固含量为18%的蛋白质存留率为40%～50%;扫描电镜观察表明,复合纤维为异形纤维,截面呈菊花状,原液固含量为16%的复合纤维断裂强度、初始模量分别为7．07,108．66 cN/dtex,结晶度为47．16%,复合纤维的上染率可达到95%以上,水中软化点温度为100℃以上。     

超细聚乙烯醇缩甲醛纤维结构与性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、电子强伸仪等研究了超细聚乙烯醇缩甲醛(SF-PVFM)纤维的形态结构、结晶度、热性能和力学性能等,并与普通聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)纤维和高强高模聚乙烯醇(HTHM-PVA)纤维的结构与性能进行对比。结果表明:3种纤维中,HTHM-PVA纤维具有最规整的聚集态结构和最佳的力学性能。SF-PVFM纤维与PVFM纤维截面结构均致密无明显孔洞,但SF-PVFM纤维具有较高的结晶度和较好的性能,其结晶度为64.6%(XRD法),熔融温度为226.4℃,断裂强度为7.1 cN/dtex,模量为1 10 cN/dtex,断裂伸长率为10.7%。     

PVA水溶纤维的结构与力学性能的关系

通过甲醇溶剂冻胶纺丝制备水溶温度为5-80℃聚乙烯醇(PVA)水溶纤维,采用X射线衍射、双折射、电子强伸仪等测定了PVA水溶纤维的结晶度、取向度、应力应变曲线。讨论了PVA水溶纤维的结构与力学性能的关系。结果表明:纤维的结晶度和取向度随拉伸倍数的增加而增加,拉伸倍数为16时,纤维力学性能良好,纤维结构均匀,水溶温度范围宽。     

冻胶法聚乙烯醇水溶纤维的结构研究

由冻胶纺丝制备聚乙烯醇 (PVA)水溶纤维 ,用X -衍射、双折射、扫描电镜、电子强伸仪等测试了纤维的结晶度、取向度、横截面形态、应力应变曲线和纤维的水溶温度。实验证明 :纤维的结晶度和取向度随拉伸倍数和热处理温度的增加而增加 ;在同一条件下醇解度较高的PVA纤维的结晶度和取向度高于醇解度较低的PVA纤维 ;纤维呈圆形截面 ,无皮芯层 ,结构均匀 ,具有良好的力学性能和宽的水溶温度范围。     

The effect of degree of polymerization on the structure and properties of polyvinyl alcohol fibers with high strength and high modulus

Polyvinyl alcohol (PVA) fibers were prepared using PVA with different degree of polymerization (DP) under the same wet spinning process. The effect of the DP of PVA on the structures and properties of PVA and PVA fibers were studied by using nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy (¹H-NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimeter (DSC), thermo gravimetric analysis (TGA), and environmental scanning electron microscope (ESEM). The results showed that DP had little effect on the crystallinity and tacticity of PVA, but had a positive effect on melting temperature, and initial decomposition temperature of PVAs. The hot drawing ratio determined by the spinning process where the PVA fibers could be continuously collected without breaking. The drawing ratio was decreased with an increase of DP, resulting in an increase of the final fiber diameter. The PVA fibers with medium DP and medium size demonstrated high strength and high modulus, but relatively low breaking elongation. It suggested that high DP of PVA was not a guarantee of high strength and high modulus PVA fibers, but rather a primary structure factor. The fiber performance was determined by a comprehensive effect combining a variety of factors including polymer properties and spinning conditions. It provided a guideline for PVA fiber manufacture that the PVAs with different DP require different spinning processes to obtain optimal fiber performance.