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1、熱致性液晶聚芳酯纖維制備與熱處理摘要：熱致性液晶聚芳酯(TLCPs)纖維是一類具有較高強(qiáng)度與模量的高性能纖維，具有突出的耐熱、耐化學(xué)腐蝕、自阻燃、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良等優(yōu)異性能。又因為熱致液晶聚芳酯纖維采用熔融紡絲方法制備，節(jié)能環(huán)保，因此引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。一種新型的液晶聚芳酯由4,4’-二苯醚二甲酸(DODA)、4-乙酰氧基苯甲酸(ABA)、1,4-二乙酰氧基苯撐(HQA)、2,6-萘二甲酸(NDA)和對苯二甲酸(TA)進(jìn)行熔融縮聚制備得到，然后通過熔融紡絲制備得到初生纖維，最后經(jīng)熱處理制備高強(qiáng)、高模液晶聚芳酯纖維。本文通過光學(xué)顯微鏡、差示掃描量熱儀、熱失
2、重儀、纖維強(qiáng)力儀等對熱致性液晶聚芳酯初生纖維與熱處理纖維的性能進(jìn)行了研究和表征。關(guān)鍵詞：液晶聚芳酯纖維，熱處理，熔融紡絲THEPREPARATIONANDHEAT-TREATMENTOFTHERMOTROPICLIQUIDCRYSTALPOLYARYLATEFIBERAbstract：Thethermotropicliquid-crystallinepolyarylatefiberhasarousedwidepublicconcernattributenotonlytoit’shighmodulusandhighstrength,butalsoit’sgo
3、odheatresistance,chemicalresistance,inherentflameretardancy,lowcreepandgoodpropertiesforprocessing.Inthisstudy,anewTLCPsmeltpolymerizedwith4,4’-diphenyloxidedicarboxylicacid(DODA),4-acetoxybenzoicacid(ABA),hydroquinonediactate(HQA),2,6-naphthalenedicarboxylic(NDA)andterephthalicac
4、id(TA),thenmeltspunintoTLCPsfibers,andTLCPsfiberswereheattreatedtoenhancethebreakingstrengthandYoung’smodulus.ThethermalpropertiesoftheTLCPsfiberswereinvestigatedbyemployingdifferentialscanningcalorimetry(DSC)andTGA,thestructureofthefiberwasinvestigatedbyopticalmicroscope,andtheme
5、chanicalpropertiesweretestedbythefibertensiletester.Keywords:Thermotropicliquid-crystallinepolymers,heat-treatment,melt-spun熱致性液晶聚芳酯纖維具有高強(qiáng)高模、尺寸穩(wěn)定性好，耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、耐氣候老化、自阻燃等優(yōu)異性能，又因為熱致液晶聚芳酯纖維采用熔融紡絲方法制備，節(jié)能環(huán)保。作為一種新一代的高性能纖維，它可以廣泛應(yīng)用于防彈衣、纜繩的制造；也可以作為增強(qiáng)材料制備復(fù)合材料，用于汽車、飛機(jī)的相關(guān)部件；還可以作為過濾材料，應(yīng)用于高溫及化學(xué)腐
6、蝕性流體的過濾，尤其作為燃煤電廠和垃圾焚燒站的高溫過濾除塵材料，減少有害氣體的排放，效果特別明顯，是一種新型環(huán)保材料。目前，國內(nèi)的熱致液晶聚芳酯大多用于塑料增強(qiáng)方面，提高了工程塑料的強(qiáng)度、模量等機(jī)械性能，同時，提高它們的耐熱性能。而把液晶聚芳酯應(yīng)用于熔融紡絲制備高性能纖維，國內(nèi)是尚屬空白，雖然國外已有相關(guān)高性能纖維的生產(chǎn)和銷售，但國內(nèi)關(guān)于熱致液晶聚芳酯纖維的生產(chǎn)未見報道。20世紀(jì)80年代Celanese公司發(fā)明了Vectra聚合物，并于20世紀(jì)90年代開始商業(yè)化生產(chǎn)Vectran纖維。這種纖維具有高度的取向結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能，已經(jīng)成為高性能纖維之一。[1
7、]目前，日本可樂麗公司正在努力穩(wěn)定Vectran高強(qiáng)聚芳酯纖維的質(zhì)量,其短纖維可用于纖維增強(qiáng)塑料(FRP)及造紙紙漿(由搗碎紙漿制成)中。[2]2007年11月，Vectran產(chǎn)能擴(kuò)大了400t達(dá)1000t/a，需求也非常旺盛，如可用于捕魚網(wǎng)、繩及其他網(wǎng)材。目前，Vectran纖維全部產(chǎn)能都在投入生產(chǎn)，下一步將使產(chǎn)能增加到3000t/a。2008年5月，可樂麗美國公司推出了一種名為VectranHT的液晶聚芳酯纖維，這種纖維具有很高的強(qiáng)度與模量，可以在許多方面作為芳綸的替代材料。另外，這種纖維還可以通過紡液著色染成不同的顏色。該纖維的強(qiáng)度比聚酯纖維高3~5
8、倍，比芳綸高20%。VectranHT纖維的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性、
