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深入解析反应纺丝技术原理

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-1干法成型过程及“反应纺丝”原理示意图聚酰亚胺的干法纺丝是指以聚酰胺酸为纺丝浆液,经纺丝组件挤出后进入高温甬道,得到较致密的纤维结构,再进一步环化和热拉伸,得到高性能的聚酰亚胺纤维,较湿法纺丝回避了凝固浴和干燥等工序。为解决这一技术“瓶颈”,作者提出“反应纺丝”新原理,加速纺丝过程中PAA 纤维的环化反应,使之快速转变为结构性能更稳定的聚酰胺酸—酰亚胺纤维。

深入解析反应纺丝技术原理

图4-1 干法成型过程及“反应纺丝”原理示意图(www.xing528.com)

聚酰亚胺的干法纺丝是指以聚酰胺酸为纺丝浆液,经纺丝组件挤出后进入高温甬道,得到较致密的纤维结构,再进一步环化和热拉伸,得到高性能的聚酰亚胺纤维,较湿法纺丝回避了凝固浴和干燥等工序。与其他纤维的干法纺丝方法的不同之处在于,聚酰胺酸在干法成型过程中,纺丝浆液在高温甬道中会发生环化反应,形成聚酰胺酸—聚酰亚胺(PAA—PI)的混合 物(图4-1)。所得产物为部分环化的PAA—PI 纤维,有利于改善聚酰胺酸的不稳定性。然而,由于干法纺丝速度较快,在高温甬道中停留时间较短,刚性的聚合物分子链来不及调整构象进行充分的环化反应,因而环化程度较低。同时,聚酰亚胺纤维的干法纺丝过程同时涉及溶剂挥发、前驱体PAA转化为PI 的环化反应、小分子水脱除和大分子链取向结晶等复杂的物理化学变化,极大地影响初生纤维的稳定性和纤维的最终性能。为解决这一技术“瓶颈”,作者提出“反应纺丝”新原理,加速纺丝过程中PAA 纤维的环化反应,使之快速转变为结构性能更稳定的聚酰胺酸—酰亚胺(PAA—PI)纤维。因此,探究前驱体纤维在纺丝甬道中的环化反应机理,掌握制约环化反应速率的关键性因素,对于提高纤维的稳定性和连续性具有重要意义。

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