聚對苯二甲酰對苯二胺漿粕的制備及其成形機(jī)理的研究

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1、聚對苯二甲酰對苯二胺漿粕的制備及其成形機(jī)理的研究摘要聚對苯二甲酰對苯二胺(Poly(pam-PhenyleneTerephthalamide)，PPTA)漿粕具有PPTA紓維許多優(yōu)異的物理機(jī)械性能同時(shí)，有更強(qiáng)的復(fù)臺效皋，被廣濺應(yīng)用于摩擦、密封、增強(qiáng)材料簿領(lǐng)域。制備PPTA漿粕嬡為成熟且已工業(yè)化的方法是辨強(qiáng)波蕊爨絲一甥害I法。本文分囂《采鬟低渥溶渡嶷接縮蒙法幫派掇法鍘餐PPTA漿粕，并通過對其成形過程的數(shù)舉分析，對PPTA漿粕的成形機(jī)理進(jìn)行了較雋深入熬磺究。酋先對襁簡單溶劑體系NMP-CaCl2中，低溫溶液

2、崴攘縮聚法制備PPTA漿粕茲工篙條俘遴行了優(yōu)化。不潮霆素對PPTA漿粕的稻對分子袋藿及長衽毪豹影響大小順序?yàn)椋簲嚢杷俾?單體初始濃度>TPC第一次投料比，特別是攪拌速率對PPTA漿糟長徑眈的影響j#常顯著；和用越聲波洗滌PPTA漿粕，能夠縮短流滌時(shí)閩、減少灰分含爨。隨著PPTA縮聚反應(yīng)豹讖行，反應(yīng)程度增加，反應(yīng)由化學(xué)反應(yīng)控制變?yōu)閿U(kuò)散整臻l過程，輻鄰懿PPTA夯聚穆寒璇富戇爨之闖發(fā)生反應(yīng)必須瀵足以下兩個(gè)條l牛：末端葳疲宦能照閶的中心距賽較小，即H<。期PPTA分子鍵之閩近警平行攤列，即0(o。。剪切流動(dòng)誘導(dǎo)

3、PPTA分子沿著流動(dòng)方向發(fā)生取向，提離剪誘速率，一方謠，滿足愛斑箍據(jù)e

4、震爨、嶷巍漿耱靜長徑昆、改善漿耱豹表甏囂纖純等佟強(qiáng)，但不影響PPTA漿粕的化學(xué)結(jié)構(gòu)及結(jié)晶性能：麗液氨的加入也有利于提高PPTA漿粕的程對分子質(zhì)量，健對漿粕豹其它性能沒有任何影響。在間歇式反應(yīng)容器中制備PPTA漿粕的基礎(chǔ)上，采用嚙合同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿作為主反威器，半漣續(xù)化制備了PPTA漿粕。擠出PPTA凍膠體的厚度可通道楓關(guān)狹縫的辱度來控制，較薄的PPTA凍膠體可以藏小熟純過程中靜潺度梯度，有利于PPTA漿粕的相對分子質(zhì)量及長徑比的提高。較低的預(yù)縮聚反應(yīng)溫度，有利予得到高相對分子質(zhì)量的PPTA漿粕；而主反應(yīng)溫

5、度則應(yīng)控制在70。C左右為宣。物睪萼在戲螺桿中灼停留時(shí)聞超過3分鐘，才滿足鎊《備PPTA漿糙的工藝要求。螺桿的轉(zhuǎn)速對PPTA漿粕的棚對分子質(zhì)量和長徑比的提高都不顯著，浩轉(zhuǎn)速太快，使物糕在雙螺抒中的停馨對聞縮短，反面不利于褥至《性§＆較好的辨TA漿耪。本論文提出了一種制備PPTA漿粕的全新方法一沉析法，即采用將PPTA／I-12S04漿渡壹接在剪切流動(dòng)麴凝固滾中沉輯基PPTA漿粕。鼴沉析法割備PPTA漿粕的成形機(jī)理進(jìn)行了探索，粘稠的PPTA／H2S04漿液在凝固液中分散成小液滴，在剪留力的侔溺下發(fā)生形交后，

6、當(dāng)凝固液擴(kuò)散到變形液滴的一定位置，且強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，就會沉析出PPTA纖維，進(jìn)而在高速剪切力的作用下原纖億成PPTA漿粕。根據(jù)對沉析法翎備PPTA漿粕成形機(jī)理盼推測，分剮對PPTA／I-12SO,t對渡滾的變形過程稚凝固過程進(jìn)行了數(shù)學(xué)分孝殲，褥出了PPTA漿粕最終長度受剪切速率、凝固液的擴(kuò)散速率，液滴的初始尺寸、漿液與凝固波糟度魄等因素懿影響，由于為了翁化計(jì)算過程，對形變、凝固過程都作了籀應(yīng)的埋想化的假設(shè)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果稍裔出入。逶過熱失重法對壹接縮聚法顙沉據(jù)法鍘餐豹PPTA漿鞠鰉熱穩(wěn)定蛙及熱分鰓動(dòng)力

7、學(xué)進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：PPTA漿粕具有較好的熱穩(wěn)定性，在300"C以下失重綴少，僵褒470'C以上熱分解速率較快，在氯氣中的熱分瓣活億能較高。對Kevlar、Twaron漿粕、和本實(shí)驗(yàn)自制的PPTA漿粕增強(qiáng)復(fù)合材料的磨擦磨損性能避行了研究，發(fā)現(xiàn)三種PPTA漿粕增強(qiáng)的摩擦材料都具有優(yōu)良的摩擦磨損性能都克服了石棉增強(qiáng)的摩擦材料在較離溫度下，磨損率較大的缺點(diǎn)。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為：(1)嚙合同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿作為主反應(yīng)器，半連續(xù)他髑備了PPTA漿糖；(2)秘躅沉析法制備PPTA漿粕；(3)選用薪的酸吸收劑，該堿

8、性物質(zhì)價(jià)廉且對環(huán)境友好；(4)選用高分子添加劑，改善了漿粕的成纖憔：(5)對PPTA漿稻的成形過程進(jìn)行數(shù)學(xué)分析并對其戚形祝理進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：PPTA漿粕，低溫溶液縮聚，剪切速率，聚乙烯毗咯烷酮，反應(yīng)擠出，沉析法2StudyonthePreparationandFormationMechanismofPoly(Para-PhenyleneTerephthalamide)PulpsAbstractPoly(para-Pheny