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PBO的干噴濕紡工藝對(duì)纖維性能的影響  
PBO的干噴濕紡工藝對(duì)纖維性能的影響
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關(guān)鍵詞： PBO  噴濕紡  工藝  纖維  性能  影響  
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所屬學(xué)科： 高分子工程
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莊啟昕，袁明祥，藍(lán)榮濱，吳平平，韓哲文 （華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 200237，上海） PBO（聚亞苯基苯并二噁唑）是一類(lèi)液晶高分子，由于其分子具有剛性棒狀和芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，因而顯示出高模量、高強(qiáng)度、高熱氧穩(wěn)定性以及抗燃性[1][h1]。其力學(xué)特性、熱穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性高于芳香聚酰胺纖維Kevlar，因而被譽(yù)為纖維之王。 本實(shí)驗(yàn)室自80年代初起一直致力于PBO類(lèi)系列液晶高分子的研究，并取得了很好的結(jié)果[2][h2]。本文主要論述PBO聚合物溶液的紡絲過(guò)程。并就紡絲過(guò)程中干噴氣隙長(zhǎng)度、紡絲速度以及紡絲孔孔徑對(duì)纖維性能的影響做了一些研究。 1．干噴氣隙長(zhǎng)度對(duì)PBO纖維性能的影響 氣隙條件是PBO干噴濕紡工藝中很重要的部分。因此，保持恒定的紡絲壓力和溫度下，固定紡絲孔徑為0.6mm，紡絲速度為10mm/min，測(cè)定不同氣隙長(zhǎng)度對(duì)纖維性能的影響，結(jié)果見(jiàn)圖(1)?？梢钥闯鲈谳^低的紡絲速率和較大的紡絲直徑的單絲情況下，氣隙長(zhǎng)度低于70厘米范圍內(nèi)，隨著氣隙長(zhǎng)度的增加，纖維直徑變小，強(qiáng)度和模量都增大。這是由于：（1）纖維冷卻和取向需要一定的時(shí)間，氣隙短，PBO分子來(lái)不及充分取向定型。纖維拉伸不夠充分就進(jìn)入凝固浴成形，導(dǎo)致纖維直徑較大；（2）氣隙長(zhǎng)，紡程中形變大，分子取向較高；（3）氣隙長(zhǎng)，紡液長(zhǎng)絲在空氣氣隙中冷卻充分，成形緩慢，內(nèi)外結(jié)構(gòu)均勻，因而性能也較好。當(dāng)氣隙長(zhǎng)度達(dá)到一定長(zhǎng)度以后，纖維直徑變化不大。這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)絲經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度的氣隙后，纖維表面已經(jīng)基本冷卻，此時(shí)不會(huì)發(fā)生太大的拉伸，所以直徑變化不大。 2．紡絲速度對(duì)纖維性能得影響 在保持恒定的紡絲壓力和紡絲溫度下，固定紡絲孔徑為0.45mm，氣隙長(zhǎng)度為68cm，在不同的紡絲速度下進(jìn)行紡絲。所得結(jié)果見(jiàn)圖(2)。纖維的直徑隨著紡絲速度的提高而減小。這是因?yàn)殡S著紡絲速度的提高，纖維拉伸比增大，紡液長(zhǎng)絲的直徑減小，所承受的形變應(yīng)力大幅度的提高，紡液長(zhǎng)絲中的聚合物大分子鏈取向度增加，從而進(jìn)一步加速了紡液長(zhǎng)絲的細(xì)化過(guò)程。但是當(dāng)增加到一定的程度后，纖維的強(qiáng)度和模量隨紡絲速度的增加反而稍有下降。這可能因?yàn)椋寒?dāng)紡絲速度太快時(shí)，在空氣隙中冷卻的時(shí)間過(guò)短，長(zhǎng)絲內(nèi)部的溫度不能及時(shí)冷卻下來(lái)，而熱運(yùn)動(dòng)是解取向，使絲內(nèi)部分子的取向程度還不夠高，從而導(dǎo)致纖維強(qiáng)度和模量的下降。降低力學(xué)性能。 3．紡絲孔口徑對(duì)纖維直徑的影響 在紡絲速度（10m/min）和氣隙長(zhǎng)度（68cm）恒定的條件下，紡絲孔孔徑由0.6mm減小到0.45mm時(shí)，纖維直徑有明顯的減少，由60.82μm減少到35.16μm。而纖維的強(qiáng)度和模量都反比于直徑的二次方，其強(qiáng)度和模量有明顯的提高。所以在PBO的干噴濕紡工藝中，在工藝允許以及保證連續(xù)紡絲的前提下，要盡可能選用小孔徑的紡絲孔。 參考文獻(xiàn)： 1. Kitagawa T，Murse H，Yabuki K，Morphological Study on P-p-phenylene Polybenzobisoxazole(PBO) Fibers，J Polym Sci，Part B，Phys，1998，36:39 2. 吳平平，陸志豹，張 烯，韓哲文，功能高分子學(xué)報(bào), 1992，5(1)，6-10 3. Shaofeng Ran，etc，Macromolecules，2002，35:433 4. 韓哲文, 陸志豹, 吳平平, 功能高分子學(xué)報(bào), 1994, 7(3), 233-238 致謝 本工作得到國(guó)家科技部“863”計(jì)劃資助，課題編號(hào)：2002AA305109
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xinglinchunman    2013-01-07 14:09:59
下載無(wú)效，怎么回事
qiuzhaoming    2011-04-06 15:00:37
下不下來(lái)啊，哎
maxm    2010-06-06 20:35:08
下載很不順利，但是謝謝了
knifewind    2010-05-06 17:35:01
感覺(jué)還可以，但好像下載不大順利呢
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