PMIA纺丝溶液的流变性能的研究.pdfVIP

PMIA纺丝溶液的流变性能研究 陈蕾 胡祖明刘兆峰 (东华大学纤维材料国家改性重点实验室，上海，20005ly 境要j，走文馨窑了9掣的聚粤苯二甲酰问荤二：胺(PMIA)纺丝溶液的浓度、温度及聚合物的相对分于质艟对纺丝溶液的 噎翌曲线-枯流学化能、非牛顿指教和结构粘度指数及松弛时间的影响。结果表明．PMIA纺丝溶液为切力变稀的非军顿 粤待·PMIA聚合物相对分于质量增大，溶液浓度升高使纺丝溶液的非牛顿性减小，温度升高使其增加．萁中相对分f质 5-I 鲢的影响较其他两个因素为大·较适宜的纺丝原涟的浓度在14—16／*．聚台物的比浓对数粘度为l 8。加工温度为50—70 ℃。 关键词：PMIA流变性能结构粘度指数松弛时问 全芳香族聚酰胺泛指至少有85％的酰胺键和两个芳环相连的长链合成聚酰胺，由此类聚 合物制得的纤维称为芳香族聚酰胺纤维(Aramid 6ber)。在我国此类纤维被称作芳纶，其中间 位芳香族聚酰胺--poly(m-phenylene 有很好的耐热性能，它的热分解温度为400—430。C，在分解时产生的烟气很少，而且有很好 的耐焰性能，极限氧指数为29％。在火焰中不会发生熔滴现象，离开火焰就自熄。同时PMIA 纤维的断裂强度和伸长和普通的纺织纤维类似，具有和棉纤维相似的良好的纺织加工性能， 穿着舒适。所以PMIA纤维是耐高温纤维中发展的最好的。个。它的用途主要集中在热防护 服、滤材、阻燃装饰布…”1。 对于高聚物浓溶液的纺丝加工，合适的纺丝溶液的制备是影响纤维性能的重要因素之 。‘，其浓度、相对分子质量和温度是三个重要的可控参数，了解了他们对纺丝溶液流变性能 的影响，就能对合适纺丝溶液的制各和纺丝工艺的选择提供可靠的依据。 1．实验 1．1原料： 自制，采用间苯一胺和间苯■甲酰氯在N，N’二甲基乙酰胺中低温溶液缁聚而得。 1．2纺丝溶液流交性能的测定 用德国HAAKE RSl05L型应力流变仪，选用20／2。的锥板测量系统(锥板直径为 30ram，锥板角度为l。)，测试温度30．90℃。 2．结果与讨论： 2．1PMIA纺丝原液的流动曲线 高分子溶液的流动和低分子液体的流动有很犬的差异，高分予的流动小是简单的整个分 子的迁移，而是通过链段的运动来实现的，这种流动的模型1i需要在高聚物熔体中产生整个 分子链那样大小的空穴，而只要如链段大小的孔穴就可以了。 大多数的高聚物浓溶液属于切力变稀的假塑性流体，一般用指数关系来描述其表观粘度 na和剪切速率T的关系： r／。=ky”一1 式中：kH常数，n一非牛顿指数，表征偏离牛顿流体流动行为的程度。 温度是影响高聚物流动性能的重要因素之一，考察温度对流动曲线的影响，对纺丝温度 na． 的选择提供参考依据。图1是相同浓度及相对分子质量的聚合物浆液在不同温度下的Ig Igy曲线。从图中可见，随着温度从30C提高到90C，溶液的粘度下降很多。纺丝溶液的温 —-159—· 度越高-临界剪切速率越高。这是口习为随着温度的升高．溶液·{r的自由体积增加，链段的活 动能力增加，分子问的相互作用力减小，从而使溶液的流动性能增人。 Y／s‘ Y／s‘ a浓度=16％：口m=2 68 b浓度=16％：目。{．：1 图1不同样品PMIA浆液样品的流动曲线 在高聚物溶液的纺丝过程中，纺丝液 的溶液浓度对纺丝条件的选择和纤维的质 量也有很大的影响。溶液浓度低