混合溶剂中聚丙烯腈纺丝原液的可纺性

以二甲基亚砜/二甲基乙酰胺(DMSO/DMAc)为混合溶剂,选择高黏均分子量(Mη)聚丙烯腈(PAN)为研究对象,系统研究了温度、溶剂比例、分子量、固含量对混合溶剂纺丝原液流变性的影响。结果表明,纺丝原液的表观黏度随分子量、固含量的增大而增加,随温度升高而降低,随溶剂比例先增加后减小,在V(DMSO)∶V(DMAc)=1.25∶1处出现最小值,随后逐渐增加。PAN的结晶度随溶剂体积比增大而升高,在1.25∶1时结晶性能最优。最终实验确定PAN纺丝原液可纺性最佳条件为:纺丝温度60℃～70℃,溶剂体积比1.25:1,固含量14%～16%。     

干-湿纺聚丙烯腈/二甲基亚砜原液流变性能的研究

通过对干湿纺聚丙烯腈 (PAN) /二甲基亚砜 (DMSO)纺丝流变性能的研究 ,确立了分子量、温度、浓度、剪切速率四种主要因素对纺丝原液黏度的影响 ,并通过正交实验分析法得出四因素影响的主次顺序 ,为控制PAN/DMSO溶液的流变性能 ,稳定纺丝提供了实验依据与理论基础     

聚乙烯醇水溶液的剪切流变行为

研究了不同浓度和分子量的聚乙烯醇(PVA)水溶液的流变性能。讨论了剪切速率和温度对PVA水溶液的表观黏度、非牛顿指数和粘流活化能的影响。实验结果表明,随剪切速率增加,不同浓度和聚合度样品间黏度的差别降低,所有PVA水溶液均显示剪切变稀行为。随PVA浓度提高,溶液的非牛顿指数是先增大后降低。同时发现剪切速率的变化影响PVA水溶液黏度的温度依赖性。     

聚乙烯醇缩丁醛/聚乙二醇体系的流变性能

采用美国TA公司的AR2000型应力控制流变仪研究了聚乙烯醇缩丁醛/聚乙二醇(PVB/PEG)体系的流变学性能,研究了温度、PVB质量分数与PEG分子量对PVB/PEG体系的流动曲线和非牛顿指数等流变特性的影响。结果表明PVB/PEG体系存在剪切变稀行为,为假塑性流体;温度升高,表观黏度减小,非牛顿指数增大;PVB质量分数增加,表观黏度增加,非牛顿指数减小;PEG分子量增加,表观黏度增加,非牛顿指数变化很小。在一定的浓度和剪切速率下体系的黏度随温度的变化符合Arrhenius方程式,粘流活化能随剪切速率的增加而减小。     

木质素/聚丙烯腈共混溶液的制备及其性能研究

为了探索木质素对丙烯腈聚合原液的性能影响，用两种不同的木质素与聚丙烯腈(PAN)进行了不同配比的共混实验，并对共混后的溶液进行黏度、稳态流变性能、固含量、分子量等一系列测试。结果表明，共混溶液的黏度随着温度的升高而下降，60℃左右时相对稳定；随着两种木质素含量的增加，A木质素/PAN共混溶液黏度显著增加，B木质素添加量超过40%后溶液黏度降低；木质素添加量为40%时，L_A溶液黏度较纯PAN溶液黏度增加了192%,L_B溶液黏度大幅提升了133%。这些都与溶液内分子链形态的变化有关，由于木质素添加后，共混溶液表现出典型切力变稀的性质，共混溶液的温度、木质素添加量等因素都会影响溶液切力变稀的临界剪切速率。实验发现，固含量降低没有影响溶液黏度，且A木质素/PAN共混溶液分子量大，分散度也较平均。不同木质素在添加少量时对PAN原液的流变性能影响几乎相近，因此共混溶液中加入30%～40%A木质素较适宜。     

聚乙二醇改性对聚丙烯腈树脂及纺丝液性能的影响

通过在聚合前加入聚乙二醇-600(PEG-600)对丙烯腈-衣康酸二元共聚的聚丙烯腈(PAN)纺丝液进行了改性.采用乌氏粘度计、红外光谱仪、接触角测量仪、毛细管流变仪研究了PEG-600用量对PAN树脂的分子量、亲水性以及纺丝液流变性能的影响.结果表明,随PEG-600用量的增加,PAN树脂的分子量逐渐降低,与未改性的PAN树脂相比,其亲水性先减小后增加;由于随PEG-600用量的增加,树脂的分子量降低以及PEG-600的增塑作用增强使纺丝液的非牛顿指数n逐渐增加,流变稳定性更好.     

压力场中高黏聚对苯二甲酸乙二醇酯的流变行为

利用毛细管流变仪及反向压力腔组件研究了压力场下高黏聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔体的流变行为。结果表明,随着剪切速率的增加,高黏PET熔体剪切黏度逐渐降低,表现出明显的"切力变稀"行为,是一种典型的假塑性流体;随着熔体所受压力的增加,高黏PET熔体剪切黏度呈指数增长增加,变化规律符合Barus方程;随着温度的升高,高黏PET熔体的剪切黏度逐渐减小;高黏PET熔体的换算因子为3.4,压力增加与温度下降对剪切黏度的贡献是等效的。高黏PET熔体为非牛顿流体,随着温度的逐渐升高,高黏PET熔体非牛顿指数逐渐增大,高黏PET熔体的流动行为逐渐接近牛顿流体特性。高黏PET熔体的剪切黏度-温度依赖性随压力的增加逐渐增强;高黏PET熔体的剪切黏度的温度敏感性随剪切速率的增加逐渐降低。随着剪切速率增加和温度升高,高黏PET熔体剪切黏度对压力的依赖性逐渐降低。     

高分子量微生物纤维素LiCl/DMAc纺丝溶液流变性研究

微生物纤维素溶液流变性能对其纺丝工艺研究具有重要的指导意义,以8%LiCl/DMAc为溶剂采用旋转流变仪对不同分子量、不同固含量溶液的稳态流变及动态流变进行了测定。结果表明:微生物纤维素的LiCl/DMAc溶液属于非牛顿假塑性流体;高分子量的溶液比低分子量的溶液黏度要高;随温度的升高,溶液表观黏度不断下降,高浓度的溶液在低剪切速率下对温度更敏感,且浓度越高,结构黏度指数越大,纺丝难度越大。通过动态流变得知,溶液浓度越高,体系弹性强度及黏滞力越大,但对外部剪切力越敏感,其物理稳定性越弱。     

湿法聚丙烯腈初生纤维表面沟槽的研究

湿法聚丙烯腈初生纤维表面存在沟槽,采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征纤维表面沟槽形态,研究了纺丝液性质和凝固成型条件对PAN初生纤维表面沟槽的影响。结果表明:随挤出速率、凝固浴浓度的增大,PAN初生纤维表面沟槽变得更加明显,表面粗糙度增大;随纺丝液温度和凝固浴温度的升高,PAN初生纤维表面沟槽变浅,表面粗糙度减小;PAN初生纤维表面粗糙度随凝固牵伸先增大后减小。     

聚偏氟乙烯熔体的流变特性

采用高压毛细管流变仪和先进流变扩展系统相结合的方法研究了PVDF熔体在较宽剪切速率范围(1×10-2s-1~5×103s-1)的流变行为。结果表明,在极低的剪切速率范围内,PVDF熔体黏度几乎不随剪切速率的变化而变化,表现出牛顿流体特性;而在较高的剪切速率范围内,PVDF熔体表观黏度随剪切速率的增加而明显降低,表现出强烈的剪切变稀行为,为假塑性非牛顿流体。同时探讨了分子量、剪切速率、温度对PVDF熔体非牛顿指数、粘流活化能等流变特性的影响。     

超高分子量聚丙烯腈在碳纤维原丝上的应用及拉伸行为研究进展

超高分子量聚丙烯腈(UHMWPAN)由于结晶度高、分子链结构规整、端基少,成纤后的缺陷也少,因此在制备高强度聚丙烯腈原丝以及高强度碳纤维方面有着重要的应用。文中介绍了用高相对分子质量(340万占3%,34万占97%的)的聚丙烯腈树脂进行溶液纺丝并制备碳纤维原丝以及碳纤维的工艺,并重点介绍了超高分子量聚丙烯腈凝胶膜的拉伸性能、超高分子量聚丙烯腈溶液的流变性能等。流变学研究表明,随着PAN相对分子质量的增大,纺丝液的黏度也会剧增,造成溶液的纺丝过程变得愈加困难。提高UHMWPAN纺丝液的温度,能有效减低溶液纺丝时的阻力。因此,开发UHMWPAN高温纺丝技术可能是未来高强度碳纤维原丝的发展方向。     

Effects of three parameters on the diameter of electrospun poly(ethylene oxide) nanofibers

The combined use of two techniques namely electrospray and spinning is made use in a highly versatile technique called electrospinning, which produces the diameter of polymer fibers range from nanometer to sub-micron. In this work, we have studied effects of adding LiCl on the morphology and diameter of electrospun poly(ethylene oxide), and we have also evaluated systematically the effect of three important solution parameters on the morphology of electrospun poly(ethylene oxide): molecular weight, solution viscosity and electrical conductivity. We find that molecular weight is strongly correlated with the formation of bead defects in the fibers, the smaller molecular weight, the more beads defect density. As a result, the fibers have beads-in-string structures. Electrical conductivity increases, then decreases as molecular weight increases. Solution viscosity has been found to most strongly affect fiber size, with fibers diameter increasing with increasing solution viscosity according to a power law relationship. In addition, we find evidence that solution viscosity and electrical conductivity affect the interesting morphology of the electrospun nanofibers, and result in doubling and forming membrances phenomena.     

高分子量聚氯乙烯的形态,流变与加工性能

采用程序升温Ｂｒａｂａｎｄｅｒ转矩－流变仪研究，比较了两种高分子量聚氯乙烯树脂（分子量相同）及其增塑体系在相同剪切应力作用下的熔融过程。采用毛细管流变仪和Ｂｒａｂａｎｄｅｒ挤出－流变仪研究了上述增塑体系的流变行为和挤出性能。结果表明，树脂颗粒的疏松程度越好，颗粒表面无皮膜包覆，粉粒破碎成聚结体和初级粒子的温度越低，这些微观层次的粒子相互粘连直至形成分子熔体的熔融温度越低，其增塑体系的熔融温度也越低     

溶解法分级聚丙烯腈纤维精细结构

采用不同浓度的二甲基亚砜水溶液对聚丙烯腈(PAN)初生纤维进行溶解分级处理,利用紫外光谱定量研究溶解液中组分含量,凝胶渗透色谱、X射线衍射和差示扫描量热仪研究PAN初生纤维中不同组分的分子结构、结晶结构和热性质特性。研究结果表明,随着二甲基亚砜浓度的增加,溶解液的吸光度逐渐增大,说明可通过调整溶解能力将PAN纤维分成不同级分;未溶解PAN纤维的相对分子质量逐渐增大,(110)晶面(29°衍射)出现,表明纤维分子结构链段增长及规整性增加。说明进入低浓度溶液的组分,相对分子质量低且排列规整性差,反之亦然。采用溶解法可将干湿法PAN初生纤维结构逐次分级及定量,再结合常规纤维结构表征方法,可研究纤维更精细的结构。     

海藻酸钠/羽毛角蛋白复合纤维的制备与性能

采用酸碱法在鸭毛中提取羽毛角蛋白（FK）,通过正交实验研究了FK提取的最佳条件。将FK与海藻酸钠（SA）进行共混,制备SA/FK复合溶液,测试了复合溶液的流变性。通过湿法纺丝制备SA/FK复合纤维,研究了复合纤维的基本性能并表征了复合纤维分子间氢键作用。结果表明:在最佳提取条件下（提取温度为60.0℃,提取时间为120.00 min,碱浓度为2.00wt%）,FK产率最高为45.75%。SA/FK复合溶液的表观黏度随剪切速率的增加而减小,随FK含量的增加呈现先增后减的趋势。FK的加入使分子间氢键作用增强。SA/FK复合纤维的力学断裂强度能够达到1.96 cN/dtex。SA与FK的复合破坏了原有分子的晶体结构,SA/FK复合纤维分子结构是以非晶态存在。SA/FK复合纤维的表面具有均匀的沟槽结构。      

炭材料用煤沥青流变性能的研究现状

粘度是沥青流变性能的主要标志。综述了炭材料用煤沥青流变性能的研究现状。重点讨论了沥青的表观粘度与温度、剪切速率、分子组成、分子量分布、添加剂等之间的关系。指出了沥青的流变性能受多种因素影响，及其对炭材料的工艺及性能起着非常重要的作用。     

聚线型反式喹吖啶酮的合成及电流变性能

合成并表征了平面梯形聚合物聚喹吖(2,3-b)啶-7,14(5,12)二酮(聚线型反式喹吖啶酮,PTQA);以PTQA为基础粒子,溴代二苯甲烷(BDPM)为分散介质制备了无水型电流变流体(ERF),考察了其电流变性能。研究了体系中粒子浓度、外加电场强度、剪切速率等对电流变流体的剪切应力、屈服应力和表观黏度的影响,考察了电流变流体的温度效应。结果表明,PTQA-BDPM体系是一种性能优良的电流变流体,粒子质量分数为30%的流体室温屈服应力达到6.0 kPa(3 kV/mm);体系的剪切应力随温度升高而增大,且在高温区间具有较强的温度效应。     

改性聚氨酯防水材料的流变性能

利用RS150型平板流变仪测试了改性聚氨酯防水材料的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对改性聚氨酯防水材料表观黏度的影响。实验结果表明,改性聚氨酯防水涂料的表观黏度随温度的升高而降低;在实验温度范围中,改性聚氨酯防水材料的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,并且随着温度升高而增大,表明改性聚氨酯防水材料为假塑性流体;其粘流活化能E0为19.73 kJ/mol。