热塑性论文：热塑性 聚酰亚胺 模塑粉 低熔体粘度 醚酮二胺 结构与性能的关系
低熔体黏度聚醚醚酮的合成与性能
． 为 了降低聚醚醚酮 的
高稀条件下 ， 将线性反应改为成环反应 ， 制备出芳醚酮大环单体 ， 然后在加热条件下使芳 醚酮大环开 环聚合 ， 制备高分子量聚醚醚酮． 这种方法的加工温度 即为单体 的开环反应 ， 小分子加工成型后 ， 开 环聚合制备聚醚醚酮避免了聚醚醚酮熔体黏度大的问题 ｌ ｌ ＇ Ｊ ． 但这种方法最终产物中残留未反应的环 状结构 ， 无法在生产 中解决高性能聚合物熔体黏度大的问题．降低聚醚醚酮熔体黏度的第三种方法是 制 备 聚醚醚 酮超 支化 聚合物 ， 利 用其 分 子 间缠 结 力 低 的特 点 ， 作 为 加 工助 剂 添 加 到 聚醚 醚 酮 树 脂 中 ，
李云蹊 ， 岳喜贵 ， 姜振华
（ 吉林大学特种工程塑料教育部重点实验室 ， 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ）
关键词 高性能聚合物 ； 熔体黏度 ； 聚醚醚酮
中 图分 类 号 ０ ６ ３ １ 文献标志码 Ａ
高性能 聚合物 及其 复合 材料 因优 异 的热性 能 和机械 性 能备受 关 注 Ｊ ．高 性 能 聚合物 分 子链 的芳
降低 聚醚醚 酮熔 体黏 度 ¨ ．但 超支 化结 构 的引入会 降低 聚醚 醚酮 的力 学性能 ．
可见 ， 在保持材料热性能和机械性能的基础上降低高性能聚合物的熔体黏度仍具有挑战性． 基于 此， 本文合成了 ２ 种柔性链段和刚性链段分布不同的聚醚醚酮 ， 其具有相同的化学组成 （ 苯： 醚： 酮摩 尔比为３ ： ２ ： １ ） ， 热性能和机械性能相近 ， 但却表现出不同的熔体黏度．
纯， 延边 化 学公 司．
Ｌ Ｃ Ｒ ７ ０ ０ １型毛细管 流变 仪 ， Ａ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ Ｄ ｙ ｎ ｉ ｓ ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ 公司， ４ ０ ０℃ ； Ｑ １ ０ ０型旋 转流 变仪 ， Ｔ Ａ Ｉ ｎ — ｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔ 公司， ４ ０ ０ ｏ Ｃ， ０ ． ０ １～ ３ ０ ０ ｒ ａ ｄ ／ ｓ ；Ｄ Ｓ Ｃ ８ ２ １ ｅ型示 差 扫 描热 分 析 （ Ｄ Ｓ Ｃ） 仪 ，Ｍｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｒ Ｔ ｏ ｌ ｅ ｄ ｏ公 司 ， 升 温速率 １ ０￣ Ｃ ／ ｍ ｉ ｎ ； Ｑ ８ ｏ ｏ型动态热 机械 分析 仪 （ Ｄ ＭＡ） ， Ｔ Ａ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔ 公司 ； Ｐ ｙ ｒ ｉ ｓ １型热失 重 分 析仪 （ Ｔ Ｇ Ａ） ，Ｐ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｍ ｅ ｒ 公 司 ，氮 气 条 件 ，升 温 速 率 １ ０ ｏ Ｃ ／ ｍ ｉ ｎ ；Ａ Ｇ 一 １型 万 能 机 拉 伸 测 试 仪 ，Ｓ ｈ ｉ ｍａ ｄ ｚ ｕ
新型热塑性聚酰亚胺树脂的热性能研究
哈尔滨师范大学 自然科学学报
Ｎ ＡＴ ＵＲ ＡＬ Ｓ Ｃ Ｉ ＥＮ ＣＥ Ｓ Ｊ ＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ ＨＡＲ ＢＩ Ｎ Ｎ ＯＲＭＡＬ Ｕ ＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖ ｏ １ ． ２ ９， Ｎ ｏ ． ２ ２ ０ １ ３
新 型 热 塑 性 聚 酰 亚 胺 树 脂 的 热 性 能 研 究
。 ｌ 。
图 １ Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｏ ｌ ｙ ｉ ｍｉ ｄ ｅ ｍｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｓ
征 聚酰胺 酸 的相对 分子质量 的指标 ． 使 用 乌式 粘 度计 ， ２ ５℃用 Ｄ Ｍ Ａ ｃ 作 为 空 白样 品． 测定 Ｐ Ａ Ａ
中８ ０ ｃ ｃ烘 除溶 剂 ， 再将 粉 末 转 移 进 温度 设 定 为
范 围为 ５ ０— ４ ０ ０℃ ， 保 护气 为氮 气 ， 设 定 流 量 为 ５ ０ ｍ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ， 升 温 速率 为 １ ０￣ Ｃ ／ ｍｉ ｎ ， 采用 两 轮 加 热 扫描 的方 法 ： 第 一 轮 加 热后 清 除 样 品 的热 历 史， 自然 降温后 ， 第二轮 加热 采集 数据 ， 以热焓 曲 线 发生转折 的前后 温 度 区 间 内的切 线 中线 的交
表 １
四 甲酸酐进 行 聚 合反 应 得 到 一 系列 的热 塑 性 聚 酰 亚胺 树脂 ， 对这 类树 脂进 行热 性能 的研究 ．
１ 实 验 部 分
１ ． １ 原 料及 来源
实验原 料相 关信 息见 表 １
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ０—１ ５
５ ０
哈 尔 滨 师 范大 学 自然 科 学 学 报
３ ｈ后 ， 得 到 相 对分 子质 量 得 到控 制 的 聚酰胺 酸 溶液 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ ａ ｍ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｏ ｎ ， Ｐ Ａ Ａ） ． 然后 加入相 当
聚酰胺类高温热塑性材料的加工及性能研究
聚酰胺类高温热塑性材料的加工及性能研究聚酰胺类高温热塑性材料是一类在高温下表现优异的高分子材料，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
由于其高耐温、高机械性能、耐化学腐蚀等优点，越来越受到研究者的重视。
本篇文章将深入探讨聚酰胺类高温热塑性材料的加工方法和性能研究，为研究这一新型材料的科研工作者提供参考。
一、聚酰胺类高温热塑性材料的加工方法1.注塑成型法注塑成型法是目前最常用的聚酰胺类高温热塑性材料加工方法之一。
它通过将热塑性材料加热到熔点后充填进模具中，快速冷却形成所需形状。
该方法可大量生产高质量、高精度的零部件，适用于生产各种大小和形状的零件。
注塑成型法具有生产效率高、成品精度高、可大批量生产等优点，是聚酰胺类高温热塑性材料加工的主流方式。
2.热压成型法热压成型法是通过热压把材料变形成所需形状的加工方法。
它适合生产较大尺寸、较厚的零部件和特殊形状的产品，如管道、板材、薄膜等。
该方法对模具要求高，一般需要制造专门的模具。
热压成型法具有成型精度高、材料利用率高等优点，但生产效率低，不利于大批量生产。
3.挤出成型法挤出成型法是通过挤出满足所需形状的材料将其变形成所需形状的加工方法。
它适合生产板材、带材、管材等类似形状的产品。
挤出成型法具有成品表面光滑、质量稳定、生产效率高等优点，但气泡问题较难处理，需要对挤出设备较为熟悉。
二、聚酰胺类高温热塑性材料的性能研究1.力学性能聚酰胺类高温热塑性材料具有优异的力学性能，具有较高的强度、硬度和刚性，表现出较好的抗压、抗拉、抗弯等性能。
力学性能的研究对材料的使用和应用领域的选择具有重要意义。
2.热性能聚酰胺类高温热塑性材料在高温下表现出优异的稳定性，最高可达450℃。
在高温下具有极好的力学性能和化学稳定性。
对于高温和热通道领域的应用，热性能的研究将会更有价值。
3.耐腐蚀性能聚酰胺类高温热塑性材料具有优异的耐腐蚀性能，具有较好的耐化学品腐蚀性能，对于氧化物、酸、有机溶剂等都有很好的耐受性。
聚酰亚胺泡沫材料结构与性能研究
工艺管控聚酰亚胺泡沫材料结构与性能研究李超程杰黄勇程源其（自贡中天胜新材料科技有限公司，四川自贡643030）摘要：聚酰亚胺泡沫材料主要指的是综合性能较强的、耐热性能高的高分子材料，其本身具有高耐热性和强稳定性，还具有较低的介电常数和热膨胀系数、吸声隔热和耐辐射等优异性能，所以说它在航空航天、建筑、化工等领域具有十分广泛的应用。
因此研究聚酰亚胺泡沫材料结构和性能具有重要价值。
文章主要围绕聚酰亚胺泡沫材料的概念、结构、性能和相关应用展开探究。
关键词：聚酰亚胺；泡沫材料；结构；性能；应用聚酰亚胺泡沫材料具有低介电常数、隔音效果好、耐热性能强优点可作为吸声材料、透波材料、隔热材料、介电材料和抗辐射材料，所以其在航空航天和航海装备、高端仪器制造、铁路车辆、民用建筑方面都具有很高程度的应用，也带来了很高的经济效益[1]。
总之，聚酰亚胺泡沫材料对我们的日常生活和社会经济科学水平的发展具有重要的发展意义，但是仅仅依靠聚酰亚胺泡沫材料本身的优异性能来满足各类工业的发展和科学技术发展的需求是远远不够的，因此我们需要对聚酰亚胺泡沫材料进行有效的改进和加工，所以文章对聚酰亚胺泡沫材料的结构和相关性能进行重点的研究和探析，并对其未来的发展前景做出一定的展望[2]。
1聚酰亚胺泡沫材料概念介绍聚酰亚胺是主链上包含酰亚胺基团的芳杂环高分子聚合物[1]。
聚酰亚胺泡沫塑料（Polyimide foam，简称PIF）指主要成分是聚酰亚胺树脂，内部含有微观/介观或宏观等不同尺度开孔结构、闭孔结构或开/闭孔结构形成的软质和硬质多孔材料[6]。
聚酰亚胺泡沫材料通常可以分为两类，一类是热塑性泡沫塑料，指具有线性分子链结构的聚酰亚胺泡沫塑料；另一类是热固性泡沫塑料，指具有交联网状结构分子链的聚酰亚胺塑料泡沫[3]。
就目前的研究情况而言，制备聚酰亚胺泡沫材料的方法主要分为一步法和两步法两类，其中一步法制备聚酰亚胺泡沫材料主要是由通过缩聚直接发泡得到，发泡剂由产生的小分子充当，如CO2[7]，主要是二酐和二异氰酸酯反应获得聚酰亚胺。
聚醚酯热塑性弹性体的纳米复合、阻燃和抗老化改性与性能研究
１．２．１工程型热塑性弹性体工程型热塑性弹性体主要包括聚酯系热塑性弹性体（ＴＰＥＥ）、聚氨酯系热塑性弹性体（ＴＰＵ）、聚酰胺系热塑性弹性体（ＴＰＡＥ）等几大类。
１．２．１．１热塑性聚醚酯弹性体（ＴＰＥＥ）热塑性聚酯弹性体（ＴＰＥＥ）是热塑性弹性体（ＴＰＥｓ）中最为突出的一类，是上世纪６０年代开始研发，杜邦公司于１９７２年推出，商品名为Ｈｙｔｒｅｌ。
热塑性聚酯弹性体（ＴＰＥＥ）又称聚酯橡胶或可塑性橡胶，是一类含有聚对苯二甲酸己二醇酯（ＰＢＴ）聚酯硬段（结晶相，提供强度）和聚醚软段无定形聚四氢呋喃醚（ＰＴＭＧ，连续段）的嵌段线型共聚物。
ＴＰＥＥ硬段的刚性、极性和结晶性使其具有突出的强度和较好的耐高温性、耐蠕变性、抗溶剂性及抗冲性；软段聚醚的低玻璃化转变温度和饱和性使其具有优良的耐低温性。
它兼具橡胶优良的弹性和热塑性塑料的易加工性，可谓是二者的优势组合。
近年来，电子电器、运动休闲、电线电缆护套材料、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体市场的高速发展。
ＴＰＥＥ可循环利用，因此其使用范围还在逐步扩大［２］。
例如ＴＰＥＥ在汽车行业用作等速万向接头、车门门锁等部件的材料。
抗开裂性是等速万向接头的重要指标，因为一旦材料发生开裂就必须要进行更换，以至于等速万向接头不能正常使用。
由于在汽车行驶过程中，温度的升高、化学物质的侵蚀、疲劳损耗等等，都可能会引起等速万向接头的开裂。
而性能优异的热塑性弹性体的应用解决了这一难题［３】。
ＳｕｎｇｈｗａｎＣｈｏ等合成了带有羟基的支化的ＴＰＥＥ前驱体，然后利用反应性挤出的方法将该前驱体与多官能团单体（ｍ．ＭＤＩ）挤出反应，制备得到高分子量的ＴＰＥＥ聚合物树ｆＪ旨［４１。
１．２．１．２聚氨酯弹性体（ＴＰＵ）聚氨酯弹性体（ＴＰＵ）是由低分子量的聚醚或聚酯通过氨基甲酸酯共价键连接组成。
主要是由聚多异氰酸酯和聚多元醇反应制备。
聚氨酯具有广泛的工业应用范围，主要应用于汽车涂料、床上用品的弹性泡沫塑料、保温硬泡、粘合剂以及其他商业产品ｆ５１。
热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的力学性能研究
1． 1 实验原料
聚醚 醚 酮 （ PEEK ） ，ICI 公 司 生 产 的 Victrex PEEK 150G； 热塑性聚酰亚胺（ TPI） ，常州市尚科化 工有 限 公 司，分 子 量 为 15K、玻 璃 化 转 变 温 度 为 260℃ 的 TPI 模塑粉．
1． 2 聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂（ PI / PEEK） 的制备
参考文献：
［1］ 王运良，陈春海． 不同温度下聚醚醚酮使用性能的研究［J］． 佳木斯大学学报（ 自然科学版） ，2013，（ 1） ．
［2］ 过梅丽，高聚物与复合材料的动态力学分析［M］． 化学工业 出版社，2002．
［3］ 丁孟贤，何天白． 聚酰亚胺新型材料［M］． 北京，科学出版社， 1998．
Abstract： The glass transition temperature of PEEK is very low． Even if the crystallization of PEEK resin degree is very high，it will serious soften in above 200 ℃ ，which limited the use of this type of resin materials in temperature． The material modification methods were used to improve temperature poly ether ketone resin and the high temperature performance． Due to the high content of aromatic heterocyclic，polyimide （ PI） is of excellent thermal stability and high service temperature． Besides the level of temperature and electrical resistance of polyimide materials with similar hot outside，the thermoplastic polyimide （ TPI） is of good processing performance． The PI and TPI were melt and blended and processed into shape． Its mechanical properties show that the heat resistance the modified resin is better than that of PEEK． The performance of PEEK at high temperature can increase．
增强相对热塑性聚酰亚胺复合材料性能的影响
有报导¨ 指 出在聚合物基体中添加适 当的改
性材料可在一定程度上提高材料的刚性 、 、 、 强度 韧性
耐摩擦磨损以及热性能 ， 并且填充材料的性质 、 形态 、 尺寸 、 添加量以及分布均会对复合材料各方面的性能 产生重要影响。玻璃纤维 （ Ｆ 、 Ｇ ）玻璃微珠（ Ｂ 等 Ｇ） 刚性无机填料以其高 比强度、 耐疲劳 、 热膨胀系数小
增 强 相 对 热 塑 性 聚 酰 亚 胺 复合 材 料 性 能 的影 响
宋 艳江， 王晓东， 刚， 培， 章 黄 同
（ 南京工业大学 化学化工学院， 江苏 南京 ２００ ） １０ ９
摘 要 ： 用热模压成型 的方法 ， 采 在热塑性聚酰 亚胺 （ Ｐ ） Ｔ Ｉ 中添加玻璃微珠 （ Ｂ） 玻璃 纤维粉 （ Ｆ ） Ｇ 、 Ｇ Ｐ 和短切玻璃纤
进 行改 性 。因此对 Ｐ 复合 改性 已成 为 Ｐ 研 究 领 域 Ｉ Ｉ 重要 的课题 方 向之一 。
料为增强相 ， 考察 了增强相质量分数 、 形态等 因素对 ＴＩ Ｐ 复合材料 的力学性能 、 热性能及摩擦 磨损性能 的影响 ， 并从微观结构上分析 了其作用机理 ， 实验结
价值受到国内外的普遍关注 ， 制品已广泛应用于航 果 对 Ｐ 复合改 性研 究具 有 一定 的 实际指 导 意义 。 Ｉ
１ 实验部分
１ １ 原材 料 ．
ＴＩ Ｐ 粉料 （ 密度 １ ５ ｇｍ ， 璃化 温度 ｔ ０ ／ 玻 ３ ｋ 为 ２０ｃ ， ６ 常州市广成新型塑料有 限公 司） Ｇ （ ｌ Ｃ ； Ｆ 直径 ８ ｍ， 长度６ ｍ， 长径 比７０ 南京玻璃纤维研究设 ｍ ０， 计院 ）Ｇ Ｐ 直径８ ；Ｆ （ ｍ， 长径 比 ５ ； Ｂ 直径５ ）Ｇ （ ｍ，
热塑性聚醚酰亚胺
成功 PEI 塑料 并有一定的生产量的应用 目前可小 批量为用户提供 PEI 产品0
2 聚醚酰亚胺的合成及性能
2. 1 PEI 的合成
PEI 是 由 2 2- 双 [4< 3 4- 羧 酸 酐 苯 氧 基) 苯
基]丙烷与芳族二元胺为原料 按如下缩聚反应而合
成的0 其中由间位芳香二胺与 2 2-双[4< 3 4-羧酸
在电子~ 电器工业中 PEI 被用于焊孔套管~ 连接 件~ 印制电路板和电脑硬盘 PEI 薄膜则用于柔性印 制 电路板 PEI 树脂还可用于芯片载体[4]O 采 用 PEI 制造的办公设备已形成系列产品O
PEI 的另一主要应用是在航空器中作为货舱控 制系统零件以及作为电子电器的零件O PEI/PC 共混 树 脂 预 浸 料 UltemRO8000 有 极 好 的 耐 化 学 药 品 性 能 和耐冲击性能 还能满足飞机构件的低烟雾和低毒性
长期耐热性和尺寸稳定性能及化学稳定性能等方面
与芳族聚酰亚胺和许多芳杂环聚合物相似 但其优良
的成型加工性能却是后者无法相比的G 它具有类似于 聚碳酸酯一样的低熔融粘度和好的流动性 可用典型
的 热 塑 性 塑 料 熔 融 加 工 工 艺 和 设 备 制 造 成 型 件[1]G PEI 还有突出的阻燃性能和低的发烟率 在市场上与 聚醚砜~ 聚苯硫醚等高性能热塑性聚合物有很强竞争 性G
燥后 再进一步加热完成酰亚胺化反应0 高温溶液缩 聚是将两种原料溶于极性溶剂 在高温下反应 并以
甲苯蒸出环化生成的水份 反应完成后 成粉~ 干燥 再加热进一步酰亚胺化0 熔融缩聚则是采用减压脱 水 使两种原料在反应器内间接进行或在挤塑机中经
不同 温 度 区 段 而 连 续 完 成 直 接 获 得 PEI 粒 料 或 薄 膜0 此法是较好的清洁高效生产 PEI 的工艺方法0 2. 2 PEI 的性能
热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学_郭来辉
Vol．32高等学校化学学报No．122011年12月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES2908 2915热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学郭来辉1，方省众1，王贵宾2，吴忠文2（1．中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子事业部，宁波315201；2．吉林大学化学学院，麦克德尔米德实验室，长春130012）摘要采用熔融共混方法制备了热塑性聚酰亚胺（TPI ）与聚醚醚酮（PEEK ）的共混物；用示差扫描量热分析（DSC ）研究了共混物的等温结晶动力学．分别采用Avrami 方程和Hoffman-Lauritzen 方程分析共混物的等温结晶动力学、端表面自由能（σe ）和分子链折叠功（q ）．结果表明，加入TPI 后PEEK 的结晶速率降低，结晶活化能、σe 和q 均增加．但这些数值的变化与TPI 含量不呈线性关系，并从共混物的相容性和表面形貌给出了可能的解释．关键词热塑性聚酰亚胺；聚醚醚酮；等温结晶；结晶活化能；表面自由能中图分类号O631文献标识码A文章编号0251-0790（2011）12-2908-08收稿日期：2010-12-30．基金项目：宁波市国际科技合作项目（批准号：2009D10017）和宁波市自然基金（批准号：2009A610055）资助．联系人简介：方省众，男，博士，研究员，博士生导师，主要从事热塑性聚酰亚胺研究．E-mail ：fxzhong@nimte．ac．cn 聚醚醚酮（PEEK ）是一种性能优异的特种工程塑料，具有优异的力学性能、耐热性、自润滑性和耐溶剂性，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域［1，2］．PEEK 作为一种半结晶性的高聚物，虽然熔点（T m ）为343ħ，但玻璃化转变温度（T g ）只有143ħ，在温度高于T g 时，强度和模量都迅速下降［3，4］．因此，在高温环境下对材料的尺寸稳定性要求特别高的场合限制了PEEK 的应用．热塑性聚酰亚胺（TPI ）是另一种高性能的特种工程塑料，其T g 都在200ħ以上，因此在更高的温度下可以保持材料的尺寸稳定性．但TPI 一般为非晶结构［由均苯四甲酸酐和4，4'-双（3-氨基苯氧基）联苯缩聚而成的Aurum 除外］，耐溶剂性相对较差［5］，限制了其在很多工业领域，特别是航空领域的应用．此外，TPI 的流动性较差，加工比较困难．共混是开发新材料的一个重要的方法，可以获得优异的综合性能，相对于在主链结构上引入新基团［6，7］和共聚［8］来说，具有成本低廉的优势［9］．最新的研究结果表明，TPI 与PEEK 共混合金材料有助于提高PEEK 的高温尺寸稳定性及改善TPI 的耐溶剂性［10］．对于结晶性聚合物而言，结晶结构、形貌及结晶动力学对材料的物化性能有重要影响．在完全相容的聚醚酰亚胺（PEI ）和PEEK 体系中人们已进行了较多研究［5，9，11 14］．结果表明，在无定形态两者完全相容，等温结晶后会发生相分离，根据结晶温度的不同两相会形成不同的微观结构，PEI 显著降低了PEEK 的结晶速率．最近，南京岳子化工有限公司向市场推出一种新型TPI ，其T g 可达到257ħ，具有优异的综合性能．来育梅等［15］研究了这种TPI 和PEEK 机械共混物的流动性、相容性和热性能，但没有研究其结晶动力学．由于结晶动力学对指导材料成型加工具有非常重要的意义，并且对材料的最终使用性能产生重要影响［5，9］，因此，本文主要研究了TPI 和PEEK 共混体系的等温结晶动力学，从结晶速率、结晶活化能和表面自由能等方面分析TPI对PEEK 结晶的影响，并从共混物的相容性和表面形貌解释了产生这种影响的可能原因．1实验部分1．1原料TPI ，南京岳子化工有限公司，黄色粉末，比浓对数黏度0.34dL /g （25ħ，溶剂DMAc ，0.5g /dL ），T g =257ħ；PEEK ，吉林大学吴忠文教授课题组提供，命名为S-PEEK ，白色粉末，比浓对数黏度0.76dL /g （25ħ，以浓H 2SO 4为溶剂，0.1g /dL ），T g =143ħ，T m =343ħ．1．2试样制备将TPI 和PEEK 粉末分别在150和120ħ烘箱中干燥12h ，为了便于观察等温结晶过程，共混组分以PEEK 为基体，按照m （TPI ）/m （PEEK ）分别为0ʒ100，15ʒ85，20ʒ80，25ʒ75，30ʒ70，40ʒ60，50ʒ50在密炼机（德国Brabender 公司）中熔融共混，加料量为50g ，密炼室温度设为360ħ，转子转速30r /min ，共混时间10min．将共混物在平板硫化机上于360ħ热压成膜，裁切成40mmˑ5mmˑ0.1mm 样条，用于动态力学性能测试．1．3表征采用Mettler Toledo 型示差扫描量热仪（DSC ）测试共混物的等温结晶过程，吹扫气和保护气均为高纯氮气，流量分别为50和150mL /min ，样品质量为5 10mg．将样品以20ħ/min 的升温速率加热到380ħ保持5min ，然后以－10ħ/min 的降温速率降至25ħ，确定结晶温度T c ．等温结晶时，样品在380ħ保持5min 后，迅速降温至等温结晶温度（T c 附近，306 314ħ），在此温度下保持一段时间直到检测不到热流量的变化．测定T g 时，以20ħ/min 的升温速率从25ħ加热到380ħ，选用第二次升温数据．采用Hitachi TM-1000型SEM 测试共混物的表面形貌，试样在液氮中淬断，并进行喷金处理．其中m （TPI ）ʒm （PEEK ）=50ʒ50的试样，在DMAc 溶剂中将TPI 刻蚀掉，以便于区分两相．采用Image-Pro Plus 图像分析软件分析SEM 照片中分散相的平均尺寸和两相的界面面积．用Mettler Toledo 型DMA 测试共混物的动态力学性能，拉伸模式，频率1Hz ，温度扫描范围25300ħ，升温速率3ħ/min．2结果与讨论2．1等温结晶温度的选择图1为TPI /PEEK 共混物的DSC 降温曲线．可以看到，T c 在300ħ附近，因此选择在300ħ附近进行等温结晶（图2）．由图2可以看到，在305ħ以下，由于结晶速度过快，在降温过程中即出现结晶，因此选择在305ħ以上进行等温结晶，但温度越高，等温结晶时间越长，结晶峰越不明显，甚至不能完全结晶，因此本实验选取306 314ħ进行等温结晶．Fig．1DSC cooling curves of TPI /PEEK blends at －10ħ/minm （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．50ʒ50；b ．40ʒ60；c ．30ʒ70；d ．25ʒ75；e ．20ʒ80；f ．15ʒ85；g ．0ʒ100．Fig．2DSC curves of isothermal crystallization of PEEK at different crystallization tempera-turesa ．310ħ；b ．305ħ；c ．300ħ；d ．295ħ；e ．290ħ．2．2等温结晶曲线与Avrami 方程分析图3（A ）为PEEK 在306 314ħ区间的等温结晶DSC 曲线．随着结晶温度的升高，结晶时间逐渐延长．图3（B ）为TPI /PEEK 共混物在312ħ等温结晶的DSC 曲线．随着TPI 的加入，结晶时间延长，当TPI 含量为25%时，结晶时间达到最大值．9092No．12郭来辉等：热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学Fig．3DSC curves of isothermal crystallization of PEEK at different crystallization temperatures （A ）and TPI /PEEK blends at 312ħ（B ）（A ）Crystallization temperature /ħ：a ．314；b ．312；c ．310；d ．308；e ．306．（B ）m （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．50ʒ50；b ．40ʒ60；c ．30ʒ70；d ．25ʒ75；e ．20ʒ80；f ．15ʒ85；g ．0ʒ100．X （t ）为相对结晶度，可表示为X （t ）=X t /X ɕ=∫t 0（d H /d t ）d t ∫ɕ（d H /d t ）d t （1）以X （t ）对时间（t ）作图，如图4所示．可以看出，结晶随时间的变化过程．图4（A ）为PEEK 在不同温度的结晶曲线，可以看到，随着结晶温度的升高，曲线的斜率逐渐减小，表明PEEK 的结晶速率随着结晶温度的升高而下降．图4（B ）为不同组分的共混物在312ħ等温结晶曲线．可以看到，随着TPI 加入，曲线的斜率减小，当TPI 含量为25%时达到最小值，表明PEEK 的结晶速率随着TPI 的加入而下降，在TPI 含量为25%时最小．Fig．4Relative crystallinity vs ．crystallization time for isothermal crystallization of PEEK at different temperatures （A ）and TPI /PEEK blends at 312ħ（B ）（A ）Crystallization temperature /ħ：a ．306；b ．308；c ．310；d ．312；e ．314．（B ）m （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．50ʒ50；b ．40ʒ60；c ．30ʒ70；d ．25ʒ75；e ．20ʒ80；f ．15ʒ85；g ．0ʒ100．Fig．5Avrami plot for the isothermal crystalliza-tion of PEEK at different temperaturesCrystallization temperature /ħ：a ．306；b ．308；c ．310；d ．312；e ．314．对于等温结晶过程，常用Avrami 方程［16］表示：X （t ）=1－exp （－Kt n ）（2）lg ［－ln （1－X （t ））］=n lg t +lg K（3）式中，K 为结晶速率常数，n 为Avrami 指数，n 值的大小与晶体的成核机制和生长方式有关［17］．以lg ［－ln （1－X （t ））］对lg t 作图，从曲线的斜率可以得到n ，从截距可以得到K ．图5为PEEK 在不同温度下的Avrami 方程曲线图．由斜率可知PEEK 的n 值在2.61 2.79之间，说明PEEK 晶体的成核机理为异相成核，生长方式为二维生长和三维生长的结合［17］．半结晶时间t 1/2是到达最大结晶度的1/2所需0192高等学校化学学报Vol．32的时间，t 1/2=（ln2/K ）1/n ；t max 是到达最大结晶速率所用的时间，t max =［（n －1）/nK ］1/n．n ，K ，t 1/2和t max 均列于表1．可以看到，在同一组分不同温度时与同一温度不同组分时，n 值均在2.58 2.83之间，说明晶体的成核机制和生长方式未随温度和TPI 的加入而改变．对于同一组分，t 1/2和t max 随着T c 的升高而增大，而K 减小．说明随着结晶温度的升高，结晶速率逐渐减小．这是因为T c 越高，分子链的活动能力就越强，越不利于形成成核位点，成核速率越慢，由于本文实验中结晶温区处在成核控制阶段［9］，从而导致整体结晶速率变慢．在同一温度下，t 1/2和t max 随着TPI 的加入而增大，而K 减小，说明TPI 阻碍了PEEK 的结晶．t 1/2，t max 和K 的变化与TPI 的含量不呈线性关系，m （TPI ）ʒm （PEEK ）=25ʒ75时，达到极值，然后随着TPI 含量的增加这些数值又逐渐向纯PEEK 靠近，与图3（B ）和图4（B ）一致．表明TPI 质量分数为25%时对PEEK 结晶的阻碍作用最大，随着TPI 含量的增加，这种阻碍作用逐渐减小，这可能与不同含量的TPI 导致不同的相容性和表面形貌有关．Table 1Isothermal crystallization kinetic parameters of TPI /PEEK blendsm （TPI ）ʒm （PEEK ）T c /ħn K /s －n t 1/2/s t max /s 0ʒ1003062．611．98ˑ10－555．552．73082．757．46ˑ10－664．062．13102．795．11ˑ10－669．167．23122．694．02ˑ10－688．985．23142．613．34ˑ10－6109．5104．115ʒ853062．691．35ˑ10－556．254．33082．825．45ˑ10－665．063．03102．823．99ˑ10－671．870．33122．673．71ˑ10－695．090．73142．593．26ˑ10－6114．6108．820ʒ803062．711．22ˑ10－556．554．93082．825．17ˑ10－665．364．13102．823．88ˑ10－672．571．03122．673．62ˑ10－695．391．53142．583．20ˑ10－6115．9111．525ʒ753062．721．18ˑ10－556．754．83082．825．22ˑ10－665．263．93102．833．71ˑ10－672．971．23122．673．54ˑ10－696．692．33142．583．17ˑ10－6116．7111．930ʒ703062．711．25ˑ10－556．654．43082．825．28ˑ10－665．263．73102．823．97ˑ10－672．170．43122．673．71ˑ10－694．990．73142．593．22ˑ10－6115．1109．340ʒ603062．701．28ˑ10－556．454．73082．825．42ˑ10－665．063．13102．814．25ˑ10－671．869．83122．683．80ˑ10－691．988．43142．593．25ˑ10－6114．2108．950ʒ503062．691．33ˑ10－556．354．63082．825．02ˑ10－666．764．83102．804．56ˑ10－671．369．03122．683．92ˑ10－690．187．43142．593．29ˑ10－6113．8108．4由不同组分TPI /PEEK 共混物的DSC 降温曲线（图1）可以看到，加入TPI 后，T c 降低，说明TPI 阻碍了PEEK 的结晶．但与上述结晶速率随TPI 含量的变化一样，T c 的变化与TPI 含量也不呈线性关系，25%含量的TPI 对T c 的降低幅度最大，进一步证明了TPI 对PEEK 结晶的影响与TPI 含量的非线性相关性．1192No．12郭来辉等：热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学2．3结晶活化能假设PEEK 的等温结晶过程是热活化过程，根据Arrheniuns 方程［18］：K 1/n =k 0exp ［－ΔE /（RT ）］，（1/n ）ln K =ln k 0－ΔE /（RT ）（4）Fig．6Plot of 1/n ln K vs ．1/T for TPI /PEEK blends m （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．50ʒ50；b ．40ʒ60；c ．30ʒ70；d ．25ʒ75；e ．20ʒ80；f ．15ʒ85；g ．0ʒ100．由结晶速率常数K 可以确定结晶活化能ΔE ．式（4）中，k 0是一个依赖于温度的指前系数，R 是摩尔气体常数．以（1/n ）ln K 对1/T 作图（图6），由直线斜率计算得到ΔE ．TPI /PEEK 各组分的ΔE 值列于表2．PEEK 的ΔE 为246kJ /mol ，这与Peggy 等［18］测得PEEK 的ΔE =284kJ /mol 基本一致．可以看到，随着TPI 的加入，PEEK 的ΔE 增大，说明TPI 分子链限制了PEEK 分子链从无定形区向晶核的迁移，阻碍了PEEK 的结晶．但与上述规律相同的是，ΔE 的变化与TPI 的含量不呈线性关系，TPI 质量分数为25%时ΔE 的增幅最大．Table 2Activation energy of crystallization of TPI /PEEK blends2．4表面自由能球晶的径向生长速率G和过冷度ΔT的关系可用Hoffman-Lauritzen方程［19］来描述：G =G 0exp ｛－U */［R （T c －T ɕ）］｝exp ｛－K g /［T c （ΔT ）f ］｝（5）式中，G 0为常数，U *为高分子链段迁移到晶体表面的活化能，Hoffman 设定其为6300J /mol ，T ɕ为高Fig．7Hoffman-Lauritzen plot for TPI /PEEK blendsm （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．50ʒ50；b ．40ʒ60；c ．30ʒ70；d ．25ʒ75；e ．20ʒ80；f ．15ʒ85；g ．0ʒ100．分子链段完全停止运动时的平衡温度，一般比T g 低30K ，K g 为成核常数，ΔT 是过冷度，f 为温度校正因子，f =2T c /（T 0m +T c ）．对于本实验所采用的PEEK 来说，T ɕ=386K ，T 0m =631K．G 可用半结晶时间的倒数1/t 1/2代替［9］，以ln （1/t 1/2）+U */［R （T c －T ɕ）］对1/（T c ΔTf ）作图（图7），由斜率可得出PEEK 及各组分的K g ．在306 314ħ之间进行等温结晶时，由于过冷度很大，根据Hoffman-Lauritzen 理论，主要是次级成核和生长，结晶机理应该属于Regime Ⅲ［18］，K g 可表示为K g =4b 0σσe T 0m /（ΔH f k ）（6）式中，b 0为晶体中单分子层的厚度，σ为侧表面自由能，σe 为端表面自由能，ΔH f 为单位体积完美聚合物晶体的熔融热，k 为Boltzmann 常数．对于PEEK ，b 0=0.592nm ［20］，ΔH f =175J /cm 3［1］，代入式（6）可求得σσe ．根据Thomas-Stavely 公式［19］：σ=αΔH f （a 0b 0）1/2（式中，α为经验常数，a 0为分子链宽），对于PEEK ，α=0.1，a 0=0.778nm ［20］，求得σ=1.19ˑ10－2J /m 2，由σσe 值可得到σe =2.24ˑ10－2J /m 2，分子链折叠功［21］q =2a 0b 0σe =12.81kJ /mol．将所得到的K g ，σσe ，σe 和q 列于表3．可以看到，随着TPI 的加入，K g ，σσe ，σe 和q 均增大，说明TPI 分子链抑制了PEEK 分子链在晶核表面的吸附和折叠，限制了PEEK 的结晶．这些数值的变化与TPI 的含量不存在线性关系，TPI 质量分数为25%时这些数值的增幅最大，然后随着TPI 含量的增2192高等学校化学学报Vol．32加，这些数值逐渐向纯PEEK 靠近．Table 3Surface free energy and work of chain folding of TPI /PEEK blendsm （TPI ）ʒm （PEEK ）10－5K g /K 2104σσe /（J 2·m －4）102σe /（J ·m －2）q /（kJ ·mol －1）0ʒ1001．702．752．3112．8115ʒ851．822．942．4713．7020ʒ801．893．062．5714．2425ʒ751．933．122．6214．5430ʒ701．873．022．5414．0940ʒ601．842．972．5013．8650ʒ501．792．892．4313．482．5共混物的相容性和表面形貌共混物的结晶速率、结晶活化能和表面自由能的变化与TPI 含量的关系均表现出一致的规律，即当TPI 含量低于25%时，随着TPI 含量的增加，TPI 对PEEK 结晶的阻碍作用逐渐增大，而当TPI 含量高于25%时，随着TPI 含量的增加，这种阻碍作用逐渐减小，在TPI 含量为25%时其对PEEK 结晶的阻碍作用最大．在Androsch 等［22］研究的PEKEKK /PES 体系和Bhanu 等［23］研究的PEEK /PES 体系中也出现过类似现象．图8和图9分别给出了TPI /PEEK 共混物的动态力学分析（DMA ）和DSC 曲线图．表4给出了由Fig．8DMA heating curves of TPI /PEEK blends at 3ħ/minm （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．100ʒ0；b ．50ʒ50；c ．40ʒ60；d ．30ʒ70；e ．25ʒ75；f ．20ʒ80；g ．15ʒ85；h ．0ʒ100．Fig．9DSC heating curves of TPI /PEEK blends at 20ħ/minm （TPI ）ʒm （PEEK ）：a ．0ʒ100；b ．15ʒ85；c ．20ʒ80；d ．25ʒ75；e ．30ʒ70；f ．40ʒ60；g ．50ʒ50；h ．100ʒ0．DSC 与DMA 得到的玻璃化转变温度（T g ）数据，由于DSC 曲线中PEEK 相的T g 不明显，在表4中未列出．由图8可以看出，共混物有2个基本独立的T g ，说明两相不相容．由表4可以看出，共混体系中TPI 相的T g 随TPI 含量的减少而逐渐降低，当TPI 含量低于25%时，TPI 相的T g 降低幅度较大，说明两相之间有一定的相容性；当TPI 含量高于25%时，TPI 相的T g 变化不大，说明两相相容性变差．这可能是由于分散相在含量低时在基体中有较好的分散性，而在含量高时，分散性变差，导致相容性的差异．这种现象可从SEM 图（图10）得到进一步证明．从图10可以看出，两相体系不相容，并且当TPI 含量Table 4T g s of TPI /PEEK blends obtained from DSC and DMA testsm （TPI ）ʒm （PEEK ）T g （TPI ）a /ħT g （PEEK ）b /ħT g （TPI ）b /ħ0ʒ100137．115ʒ85245．0137．9216．720ʒ80247．8137．3224．125ʒ75249．7142．7230．230ʒ70251．5143．2230．940ʒ60254．6140．7232．550ʒ50255．8140．0237．0100ʒ0257．7238．1a ．DSC data ；b ．DMA data．低于25%时，TPI 有较好的分散性，当TPI 含量高于25%时，TPI 分散性逐渐变差．对于不相容的共混体系，在两相各自的本体中均表现出连续相行为，两相之间的相互作用主要发生在界面处［13］，因此两相之间的相互作用与两相的界面面积成正比．采用Image-Pro Plus 图像分析软件对SEM 照片进行分析，将分散相的平均粒径和400μm 2截面内的总界面面积列于表5．从表5可以看到，随着TPI含量的增加，分散相的平均粒径逐渐增大，但3192No．12郭来辉等：热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学4192高等学校化学学报Vol．32界面面积在TPI含量低于25%时逐渐增大，而在TPI含量高于25%时又逐渐减小，在TPI含量25%时．达到最大值Fig．10SEM micrographs of fractured surfaces of TPI/PEEK blends（etched by DMAc）m（TPI）ʒm（PEEK）：（A）15ʒ85；（B）20ʒ80；（C）25ʒ75；（D）30ʒ70；（E）40ʒ60；（F）50ʒ50．Table5Average particle sizes and overall interfacial area of TPI/PEEK blends m（TPI）ʒm（PEEK）Average particle size/μm Overall interfacial area in400μm2sectional area/μm2 15ʒ850．978720ʒ801．485625ʒ752．6106130ʒ703．581240ʒ604．075450ʒ505．6689对于TPI/PEEK共混体系，TPI含量为25%的组分为共混体系的一个临界点，当TPI含量低于25%时，虽然有较好的相容性，但含量少决定了其界面面积小，从而两相相互作用力小，导致其对PEEK结晶的阻碍作用随TPI含量的增加逐渐增大；当TPI含量高于25%时，分散相的分散性和两相的相容性变差，导致其对PEEK结晶的阻碍作用随TPI含量的增加逐渐减小；而在临界点TPI含量为25%时，其对PEEK结晶的阻碍作用最大．3结论采用Avrami方程对TPI/PEEK熔融共混物的等温结晶动力学进行了分析，结果表明，加入TPI后n值基本不变，说明PEEK晶体的成核机制和生长方式未发生变化；PEEK的结晶速率降低，结晶活化）能增加，说明TPI阻碍了PEEK结晶．采用Hoffman-Lauritzen方程分析了共混物的端表面自由能（σe和q增加，说明TPI限制了PEEK分子链向晶体表面的迁移和折和分子链折叠功（q），加入TPI后，σe和q的变化与TPI含量不呈线性关叠，抑制了PEEK的结晶．但PEEK的结晶速率、结晶活化能、σe系，在TPI含量为25%时达到极值．SEM结果表明，m（TPI）ʒm（PEEK）=25ʒ75时为临界点，两相界面最大，导致两相相互作用最大，从而25%含量的TPI对PEEK结晶的阻碍作用最大．参考文献［1］Blundell D．J．，Osborn B．N．．Polymer［J］，1983，24（8）：953—958［2］NA Hui（那辉），YUAN Jing（苑晶），NI Yu-Wei（倪余伟），ZHANG Wan-Jin（张万金），WU Zhong-Wen（吴忠文），ZHANG Hong-Fang（张宏放），MO Zhi-Shen（莫志深）．Chem．J．Chinese Universities（高等学校化学学报）［J］，1997，18（5）：826—828［3］Nandan B．，Kandpal L．D．，Mathur G．N．．J．Polym．Sci．，Part 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energy of crystallization ，σe and q increased when TPI was added．But there was no linear relationships between the changes of these val-ues and the content of TPI．A possible explanation was given by the investigation of the miscibility and surface morphology of the blends．KeywordsThermoplastic polyimide ；Poly （ether ether ketone ）；Isothermal crystallization ；Activation energyof crystallization ；Surface free energy（Ed．：W ，Z ）5192No．12郭来辉等：热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学。
可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜的制备和性能研究
可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜的制备和性能研究目录一、内容概括 (2)1. 研究背景 (2)2. 研究意义 (3)3. 研究目的和内容 (4)二、实验材料与方法 (5)1. 实验原料 (6)2. 制备方法 (7)溶液制备 (8)薄膜浇筑与干燥 (9)固化处理 (10)3. 性能测试方法 (12)原位红外光谱分析 (13)X射线衍射分析 (14)热稳定性测试 (15)机械性能测试 (16)三、结果与讨论 (17)1. 形貌结构分析 (18)2. 热性能分析 (19)3. 机械性能分析 (19)4. 溶解性研究 (20)四、结论与展望 (22)一、内容概括本论文主要研究了可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜的制备及其性能。
通过一系列实验，探讨了不同条件对聚酰亚胺薄膜溶解性和性能的影响，并对其结构与性能进行了表征。
本文介绍了热塑性聚酰亚胺的发展背景和重要性，以及可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜在电子器件、柔性电路板等领域的应用潜力。
论文详细描述了实验部分，包括材料选择、制备方法、性能测试等。
在结果与讨论部分，论文展示了所制备的可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜在不同溶剂中的溶解性，以及薄膜的力学性能、热稳定性和光学性能。
实验结果表明，通过优化制备条件，可以获得具有良好溶解性和优异性能的热塑性聚酰亚胺薄膜。
本文总结了研究成果，并展望了可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜在未来的应用前景。
通过本论文的研究，为可溶解热塑性聚酰亚胺薄膜的进一步开发和应用提供了重要的理论依据和实践参考。
1. 研究背景随着科学技术的不断发展，可溶解热塑性聚酰亚胺(SPIM)薄膜在电子、光电、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
目前市场上的SPIM薄膜主要依赖于传统的溶液浇铸法制备，存在工艺复杂、成本高昂、环境污染严重等问题。
研究一种新型、高效、环保的SPIM薄膜制备方法具有重要的理论和实际意义。
溶胶凝胶法作为一种新兴的聚合物制备技术，已经在聚合物材料领域取得了显著的成果。
该方法通过将聚合物溶液与溶剂混合，再通过加热或冷却等条件使溶胶中的高分子链发生交联反应，最终形成凝胶状物质。
聚酰亚胺塑料的高温性能与耐热性
聚酰亚胺塑料的高温性能与耐热性聚酰亚胺塑料是一种具有卓越高温性能和耐热性的材料。
在高温环境下，它表现出出色的稳定性和机械性能，因此被广泛应用于航空航天、电子电气、汽车和化工等领域。
本文将探讨聚酰亚胺塑料的高温性能和耐热性，并介绍其在不同领域的应用。
一、聚酰亚胺塑料的高温性能聚酰亚胺塑料具有出色的高温稳定性和耐热性能，主要表现在以下几个方面：1. 高温稳定性聚酰亚胺塑料具有优异的高温稳定性，可在较高温度下长时间保持其物理和化学性质的稳定。
这主要得益于聚酰亚胺分子结构的特殊性，其中的重复单元结构中含有酰亚胺键，这种键强度高、结构稳定，使得聚酰亚胺塑料能够承受高温环境的挑战。
2. 优异的耐热性由于聚酰亚胺塑料分子链中的键结构稳定，使其具有出色的耐热性。
一般情况下，聚酰亚胺塑料的热失重温度可达到300℃以上，甚至有些特殊的聚酰亚胺塑料可以在400℃以上的高温下仍能保持较好的性能。
这使得聚酰亚胺塑料成为高温环境下的理想选择。
3. 良好的机械性能聚酰亚胺塑料在高温下能够保持较好的机械性能，如强度、韧性和刚度等。
它的热收缩系数较低，尺寸稳定性好，不容易变形。
这使得聚酰亚胺塑料在高温条件下能够承受较大的机械负荷, 在工程领域具有广泛的应用前景。
二、聚酰亚胺塑料的耐热性聚酰亚胺塑料的耐热性是指材料在高温环境下能够保持其原有性能的能力。
聚酰亚胺塑料的耐热性能主要体现在以下几个方面：1. 耐氧化性聚酰亚胺塑料在高温下能够抵御氧化反应，不易分解和老化。
这使得聚酰亚胺塑料在高温氧化环境下具有较好的稳定性，能够保护其内部结构的稳定性和强度。
2. 耐化学侵蚀性聚酰亚胺塑料在高温下对化学物质的侵蚀性较小，能够在许多腐蚀性介质中保持较好的性能。
这使得聚酰亚胺塑料在化工领域中的应用颇为广泛。
三、聚酰亚胺塑料的应用领域聚酰亚胺塑料凭借其优异的高温性能和耐热性，在众多领域中得到了广泛的应用。
以下介绍几个典型的应用领域：1. 航空航天领域聚酰亚胺塑料在航空航天领域中被广泛应用于发动机零部件、导弹系统、卫星结构等高温环境下的部件。
耐高温热塑性聚酰亚胺的结构与性能的关系
耐高温热塑性聚酰亚胺的结构与性能的关系摘要：耐高温热塑性聚酰亚胺是一种新型的高性能材料，其在高温环境下具有优异的性能。
本文针对耐高温热塑性聚酰亚胺的结构与性能的关系进行了研究。
通过化学合成方法制备了不同结构的耐高温热塑性聚酰亚胺，并对其进行了结构表征。
通过热分析技术对材料的热稳定性进行了研究。
通过力学测试技术对材料的力学性能进行了分析。
研究结果表明，耐高温热塑性聚酰亚胺的结构与性能之间存在密切的关系，不同结构的耐高温热塑性聚酰亚胺具有不同的热稳定性和力学性能。
本文的研究为耐高温热塑性聚酰亚胺的应用提供了重要的理论基础和技术支撑。
关键词：耐高温；聚酰亚胺；结构与性能引言1.耐高温热塑性聚酰亚胺的概述耐高温热塑性聚酰亚胺(耐高温聚酰亚胺)是一种高性能聚合物，具有高温稳定性、高绝缘性、低膨胀系数和高强度等特点。
它通常制成薄膜或复合材料，用于高温环境中的应用，如航空航天、汽车、电子和化工等领域。
耐高温聚酰亚胺通常是由酰亚胺单体聚合而成的，其中包含两个与氮原子键合的酰基。
这种聚合物具有较高的结晶度和熔点，能够在400°C以上的高温环境中保持稳定性。
此外，耐高温聚酰亚胺还具有低膨胀系数、高机械强度和高绝缘性能等特点。
耐高温聚酰亚胺的应用领域广泛，包括航空航天、汽车、电子和化工等领域。
在航空航天领域中，耐高温聚酰亚胺可用于制造飞机和发动机部件，如涡轮叶片和燃烧室壁面等。
在汽车领域中，耐高温聚酰亚胺可用于制造汽车发动机和排气管道等部件。
在电子领域中，耐高温聚酰亚胺可用于制造高频电子器件和绝缘材料等。
在化工领域中，耐高温聚酰亚胺可用于制造高温过滤器和高温绝缘材料等。
由于耐高温聚酰亚胺具有优异的性能，因此在现代科技领域中得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步和高温环境的不断出现，耐高温聚酰亚胺的应用前景将会更加广阔。
2.耐高温热塑性聚酰亚胺的热稳定性2.1通过热分析技术对材料的热稳定性进行研究耐高温热塑性聚酰亚胺(PI)是一种高性能聚合物材料，具有优异的耐高温、耐辐射和化学稳定性。
热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能
第３１卷㊀第５期２０２３年９月现代纺织技术ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ.３１ꎬＮｏ.５Ｓｅｐ.２０２３ＤＯＩ:１０.１９３９８∕ｊ.ａｔｔ.２０２３０２０２０热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能杨㊀倩ꎬ翁㊀鸣ꎬ张梦茹ꎬ王秀华(浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室ꎬ杭州㊀３１００１８)㊀㊀摘㊀要:以热塑性聚酰胺弹性体为原料ꎬ使用卧式微量单孔挤出机制备了ＴＰＡＥ初生丝和牵伸丝ꎮ采用单纱强力机㊁Ｘ射线衍射仪及万能试验机等对ＴＰＡＥ纤维结构和性能进行表征ꎬ探讨了牵伸和热定型工艺对ＴＰＡＥ纤维结晶㊁取向㊁弹性回复率和热收缩性能的影响ꎮ结果表明:随牵伸倍数提高ꎬＴＰＡＥ纤维结晶度㊁取向度㊁弹性回复率和沸水收缩率均增大ꎬ抗蠕变性能提高ꎮ随热定型温度提高ꎬＴＰＡＥ纤维结晶度㊁取向度㊁和弹性回复率增大ꎬ抗蠕变性能提高ꎬ沸水收缩率下降ꎮ在牵伸倍数４倍ꎬ热定型温度为１２０ħ时ꎬＴＰＡＥ纤维弹性回复率在定伸长１５％时达９１.５％ꎬ在定伸长５０％时达９０.７％ꎬ沸水收缩率达２７.０％ꎮ研究结果为开拓ＴＰＡＥ在纤维方面的应用提供借鉴ꎮ关键词:热塑性聚酰胺弹性体ꎻ弹性回复率ꎻ结晶ꎻ取向ꎻ热收缩中图分类号:ＴＱ３４２.１１㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣２６５Ｘ(２０２３)０５￣００９６￣１０收稿日期:２０２３０２２０㊀网络出版日期:２０２３０４０４基金项目:浙江省现代纺织技术创新中心定向项目(ＣＸＺＸ２０２２０１０ＨＤ)作者简介:杨倩(１９９８－)ꎬ女ꎬ河南信阳人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事热塑性聚酰胺弹性纤维的制备与性能方面的研究ꎮ通信作者:王秀华ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｗｘｉｕｈｕａ＠１２６.ｃｏｍ㊀㊀热塑性聚酰胺弹性体(ＴＰＡＥ)是一种含有聚酰胺硬段和脂肪族聚酯或聚醚软段的嵌段共聚物[１]ꎮ硬段通常选用聚己内酰胺㊁聚己二酰己二胺㊁聚十二内酰胺等ꎬ软链段通常为聚醚或聚酯ꎬ如聚乙二醇㊁聚丙二醇㊁聚丁二醇等ꎮ软段和硬段由于热力学不相容而诱导形成硬段和软段微区并产生微相分离结构ꎬ硬段形成的结晶微区和氢键起到物理交联点的作用ꎬ柔性软段分布在无定形区ꎬ赋予产品良好的熵弹性[２]ꎮＴＰＡＥ的软硬段组成对弹性体的性能有较大的影响[３]ꎬ不同软硬段组成㊁比例以及聚合度等将影响弹性体的硬度㊁热稳定性㊁吸湿性以及弹性回复性等性能ꎮ因此ꎬ可通过选择不同的软硬段组成ꎬ调节不同的软硬段比例等方法来制备性能不同的ＴＰＡＥ产品ꎬ以满足不同行业领域的需求ꎮ如具有良好的低温曲挠性能ꎬ可被用于运动器械和航天耐低温部件[４]ꎻ具有良好的耐腐蚀性和力学性能ꎬ可被用于医疗器械[５]ꎻ其具有高弹性ꎬ可被用于体育用品[６]ꎻ具有抗静电性和吸音效果ꎬ可被用于电子电气方面[７￣８]ꎮ但一直以来ＴＰＡＥ在纤维方面的研究报道较少ꎮ为此ꎬ本文使用卧式微量单孔挤出机ꎬ选用邵氏硬度５８Ｄ的ＴＰＡＥ树脂ꎬ制备ＴＰＡＥ初生丝和牵伸丝ꎮ重点研究牵伸热定型工艺对ＴＰＡＥ纤维的结晶㊁取向㊁弹性回复率及热收缩性能等的影响ꎬ为开拓ＴＰＡＥ在纤维领域的应用提供一定的借鉴ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀实验原料热塑性聚酰胺弹性体(ＴＰＡＥ)切片:邵氏硬度５８Ｄꎬ熔融指数２２.６ｇ∕(１０ｍｉｎ)ꎬ熔点１８９ħꎮ１.２㊀ＴＰＡＥ纤维的制备１.２.１㊀熔融挤出将ＴＰＡＥ切片放置在７０ħ的真空烘箱中干燥１２ｈꎬ采用卧式微量单孔挤出机(上海新硕精密仪器有限公司)进行熔融纺丝ꎮ设置纺丝温度２３０ħꎬ喷丝孔孔径为０.６ｍｍ㊁喷头牵伸比６倍ꎬ制备ＴＰＡＥ初生丝(ＵＤＹ)ꎬ其线密度为５６８ｄｔｅｘꎬ断裂强度为０ ５０ｃＮ∕ｄｔｅｘꎬ断裂伸长率为５１４％ꎮ１.２.２㊀牵伸热定型工艺采用牵伸热定型装置(上海新硕精密仪器有限公司)ꎬ对制得的ＴＰＡＥ初生丝进行不同牵伸倍数与热定型温度的加工ꎬ制得ＴＰＡＥ牵伸丝ꎮ相应的牵伸㊁热定型工艺与得到的ＴＰＡＥ牵伸丝的力学性能见表１ꎮ表１㊀ＴＰＡＥ纤维的牵伸热定型工艺与力学性能Ｔａｂ.１㊀ＤｒａｆｔｉｎｇｈｅａｔｓｅｔｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓ试样编号牵伸倍数热定型温度∕ħ线密度∕ｄｔｅｘ断裂强度∕(ｃＮ ｄｔｅｘ－１)断裂伸长率∕％２￣１００２１００３０７１.３０３１２.０３￣１００３１００２１４１.７０１８９.０４￣１００４１００１６７２.３０１２.６５￣１００５１００１３６２.９０７３.４４￣８０４８０１６６２.１０１２７.０４￣１２０４１２０１６６２.４０１２２.０㊀㊀注:试样编号为牵伸倍数￣热定型温度ꎮ１.３㊀性能测试１.３.１㊀二维广角Ｘ射线衍射把ＴＰＡＥ纤维水平铺到样品台上ꎬ用玻片压平ꎮ采用二维Ｘ射线衍射仪(Ｄ８ＤｉｓｃｏｖｅｒꎬＢｒｕｋｅｒ公司ꎬ德国)对纤维进行结晶取向测试ꎬ数据采用ＤＩＦＦＲＡＣ.ＥＶＡ软件进行处理ꎮａ)结晶性能测试ꎮ测试所用电压为４０ｋＶꎬ电流为４０ｍＡꎬＸ射线波长为１.５４ˑ１０－１０ｍꎮ扫描类型选择ＣｏｕｐｌｅｄＴｗｏＴｈｅｔａ∕Ｔｈｅｔａꎬ有效扫描范围为１０ʎ~５０ʎꎬ扫描速度２(ʎ)∕ｍｉｎꎮｂ)取向度测试ꎮ测试电压为４０ｋＶꎬ电流为４０ｍＡꎬ入射波长为０.１５ｎｍꎬ扫描选择Ｓｔｉｌｌ模式ꎬ有效扫描范围为１８０ʎ~３６０ʎꎬ有效扫描时间为３００ｓꎮ根据所测得的二维衍射图ꎬ对晶面(二维图上显示为光斑)进行积分处理ꎬ可得到一维衍射图ꎬ再进行拟合分峰处理ꎮ其中晶区取向度计算如式(１):Ｄ∕％＝１８０－Ｈ１８０ˑ１００(１)式中:Ｄ为试样晶区取向度ꎬ％ꎻＨ为取向测试中一维衍射图分峰拟合所得的半峰宽ꎬ(ʎ)ꎮ１.３.２㊀声速取向使用声速取向仪(ＳＣＹ￣Ⅲꎬ东华大学)测定初生丝和牵伸丝的声速取向ꎮ预加载选择０.１ｇ∕ｄｔｅｘꎮ声速值Ｃ的计算为式(２):Ｃ＝(２０ˑ１０－３)∕[(－Ｔ２０＋Ｔ４０)ˑ１０－６](２)纤维试样声速取向因子ｆｓ由莫斯莱公式计算:ｆｓ＝１－Ｃ２ｕ∕Ｃ２(３)式中:ｆｓ为试样声速取向因子ꎻＣ与Ｃｕ分别为声波通过取向及无规取向纤维的速度ꎬｋｍ∕ｓꎻＴ２０为声波通过２０ｃｍ纤维所需的时间ꎬｓꎻＴ４０为声波通过４０ｃｍ纤维所需的时间ꎬｓꎮ１.３.３㊀弹性回复率使用万能实验机(５８４３ꎬＩＮＳＴＲＯＮ公司ꎬ美国)在１５％与５０％的定伸长下进行一次拉伸循环测试ꎬ取５０ｍｍ的ＴＰＡＥ纤维ꎬ拉伸速度５００ｍｍ∕ｍｉｎꎬ预加张力０.０５ｃＮ∕ｄｔｅｘꎮ停留时间３０ｓꎮ根据图１曲线ꎬ弹性回复率按式(４)计算:Ｅ∕％＝ｌ０￣ｌ２ｌ０ˑ１００(４)式中:Ｅ为试样弹性回复率ꎬ％ꎻｌ０为试样定伸长率ꎬ％ꎻｌ２为试样最后一次循环结束时的伸长率ꎬ％ꎮ图１㊀拉伸循环弹性回复率Ｆｉｇ.１㊀Ｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅａｆｔｅｒｖａｒｉｏｕｓｔｅｎｓｉｌｅｃｙｃｌｅｓ１.３.４㊀抗蠕变性能采用纱线强伸度仪(ＸＬ￣２ꎬ东华大学)测定纤维７９第５期杨㊀倩等:热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能在４０ｃＮ载荷下的蠕变伸长率ꎬ夹持长度５００ｍｍꎬ拉伸速度２００ｍｍ∕ｍｉｎꎬ蠕变时间Ｔ选择３０ｍｉｎꎬ计算见式(５)ꎮＧ∕％＝(Ｌ１－Ｌ０)∕Ｌ０ˑ１００(５)式中:Ｇ为蠕变伸长率ꎬ％ꎻＬ０为施加重负荷后ＴＰＡＥ纤维的初始长度ꎬｍꎻＬ１为施加重负荷后ＴＰＡＥ纤维的长度ꎬｍꎮ１.３.５㊀沸水收缩按国标ＧＢ∕Ｔ６５０５ ２０１７«化学纤维长丝热收缩率试验方法(处理后)»将ＴＰＡＥ纤维在１００ħ沸水下处理３０ｍｉｎꎬ取出自然干燥１０ｍｉｎꎬ在真空烘箱５５ħ下处理１ｈꎬ取出后对其施加０.０５ｃＮ∕ｄｔｅｘ的负荷ꎬ测试ＴＰＡＥ纤维长度ꎬ沸水收缩率按式(６)计算ꎮＢＷＳ∕％＝(Ｌ０－Ｌ１)∕Ｌ０ˑ１００(６)式中:ＢＷＳ为沸水收缩率ꎬ％ꎻＬ０为ＴＰＡＥ纤维原始长度ꎬｍꎻＬ１为沸水处理后ＴＰＡＥ纤维长度ꎬｍꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀牵伸倍数对ＴＰＡＥ纤维结构与性能的影响２.１.１㊀结晶性能图２为热定型温度１００ħꎬ不同牵伸倍数下制得的ＴＰＡＥ纤维的二维Ｘ射线结晶衍射图ꎮ从图２可以看出ꎬ二维图像由３个圆形衍射图叠加组成ꎬ且有明显的两个衍射亮环ꎮＴＰＡＥ牵伸丝与ＵＤＹ相比ꎬ衍射环变得清晰ꎻ且随牵伸倍数提高ꎬＴＰＡＥ纤维的衍射弧亮度逐渐增强ꎬ说明牵伸使得纤维分子链体系中的结晶结构更加完善ꎬＴＰＡＥ纤维结晶度增大[９]ꎮ图２㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的二维Ｘ射线结晶衍射Ｆｉｇ.２㊀２ＤＸ￣ｒａｙｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ㊀㊀为进一步比较不同牵伸倍数的ＴＰＡＥ纤维结晶性能的变化ꎬ对二维Ｘ射线结晶衍射图像进行积分处理得到一维积分ＸＲＤ曲线ꎮ图３可知ꎬＴＰＡＥ纤维在１０ʎ~５５ʎ之间存在两个不同的衍射峰ꎬ分别为２θ＝２０.５ʎ(１００)和２θ＝２３.６ʎ(１１０)∕(０１０)两个晶面[１０]ꎬ与文献[１１]报道的ＰＡ６在Ｘ射线衍射图中显示的α晶型所对应２θ特征峰相近ꎮ说明ＴＰＡＥ的结晶结构来自于ＰＡ６链段ꎬ软段部分并没有结晶ꎮ由图３还可以看出ꎬＵＤＹ的峰形不明显ꎬ表现为弥散峰ꎻ随牵伸倍数的提高ꎬＴＰＡＥ纤维的衍射峰的峰形逐渐变得尖锐ꎬ说明ＴＰＡＥ纤维结晶度增大[１２]ꎮ这是因为初生丝纺速较低ꎬ形成的微晶数量少ꎻ随牵伸倍数提高ꎬ纤维分子链在牵伸力作用下更易排入晶格ꎬ形成结晶微区ꎬ则ＴＰＡＥ纤维结晶度增大ꎮ图３㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的一维积分ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ.３㊀１ＤｉｎｔｅｇｒａｌＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ８９ 现代纺织技术第３１卷２.１.２㊀取向性能图４为热定型温度１００ħꎬ不同牵伸倍数ＴＰＡＥ纤维的二维Ｘ射线取向衍射图ꎮ由图４可以看出ꎬＵＤＹ的衍射图中衍射弧的弧线较长ꎬ说明ＵＤＹ基本没有取向ꎻ随牵伸倍数的提高ꎬＴＰＡＥ纤维赤道线衍射弧逐渐变短ꎬ衍射强度增大ꎬ说明ＴＰＡＥ纤维晶区取向度增大ꎮ图５为不同牵伸倍数下的ＴＰＡＥ纤维的半峰宽与取向度测试结果(牵伸倍数０为ＴＰＡＥ初生丝)ꎮ初生丝半峰宽为４１.０ʎꎬ取向度为７７.２％ꎮ经过牵伸后的ＴＰＡＥ纤维与ＵＤＹ相比ꎬ半峰宽降低ꎬ取向度增大ꎻ当牵伸倍数由２倍增至５倍ꎬ半峰宽由３６.０ʎ降至２２.４ʎꎬ取向度由８０.０％增至８７ ６％ꎮ这是因为随牵伸倍数的提高ꎬ应力诱导取向ꎬ分子链沿纤维轴向排列的有序程度增加ꎬ则晶区取向度增大[１３]ꎮ取向因子ｆｓ是纤维的整体取向ꎬ由于无法得知ＴＰＡＥ纤维的Ｃｕ值ꎬ从式(４)可以看出取向因子ｆｓ和声速Ｃ值成正比关系ꎬ因此可用声速Ｃ值比较纤维取向因子ｆｓ的大小[１４]ꎮ图４㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的二维Ｘ射线取向衍射Ｆｉｇ.４㊀２ＤＸ￣ｒａｙｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ图５㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的半峰宽与取向度Ｆｉｇ.５㊀Ｈａｌｆ￣ｐｅａｋｗｉｄｔｈａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ图６为不同牵伸倍数ＴＰＡＥ纤维的声速Ｃ值测试结果ꎮ初生丝的声速Ｃ值为０.４０ｋｍ∕ｓꎮ经过牵伸后的ＴＰＡＥ纤维与ＵＤＹ相比ꎬ声速Ｃ值有所增大ꎻ当牵伸倍数由２倍增至５倍ꎬ声速Ｃ值由０.４３ｋｍ∕ｓ增至０.６２ｋｍ∕ｓꎮ这是因为ＵＤＹ纺速低ꎬ喷头拉伸比低ꎬ基本没有取向ꎻ随牵伸倍数的提高ꎬ大分子链沿轴向排列程度增加ꎬ分子链规整度提高ꎬＴＰＡＥ纤维整体取向度增大ꎮ２.１.３㊀弹性回复性能图７为热定型温度为１００ħꎬ不同牵伸倍数的ＴＰＡＥ纤维在１５％与５０％定伸长下的弹性回复率测试结果(牵伸倍数０为ＴＰＡＥ初生丝)ꎮ在定伸长为１５％时ꎬ初生丝的弹性回复率达８２.３％ꎬ牵伸丝的弹性回复率增至９１.１％~９４.０％ꎻ在定伸长为５０％９９ 第５期杨㊀倩等:热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能图６㊀不同牵伸倍数ＴＰＡＥ纤维的声速值Ｆｉｇ.６㊀ＳｏｕｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｄｒａｆｔｒａｔｉｏｓ时ꎬ初生丝的弹性回复率达７７.２％ꎬ牵伸丝的弹性回复率增至８７.２％~９０.７％ꎬ牵伸后的ＴＰＡＥ纤维弹性回复率均增强ꎮ由２.２.１中ＴＰＡＥ纤维结晶度随牵伸倍数变化可知ꎬ初生丝结晶度低ꎬ硬段物理交联点少ꎬ易产生不可逆形变ꎬ则初生丝弹性回复率低ꎻ随牵伸倍数的提高ꎬＴＰＡＥ纤维结晶度增大ꎬ为软链段的伸长和回弹提供更多节点ꎬ能有效防止大分子链间发生滑移ꎬ使ＴＰＡＥ纤维抵抗变形能力增强[１５]ꎬ弹性回复率增大ꎮ当定伸长由１５％增大至５０％时ꎬＴＰＡＥ纤维弹性回复率均降低ꎮ这是因为定伸长增大ꎬ分子间所受应力增大ꎬ造成分子链之间发生滑移ꎬ永久拉伸形变增大ꎬ则弹性回复率降低ꎮ图７㊀不同牵伸倍数的ＴＰＡＥ纤维的弹性回复率Ｆｉｇ.７㊀ＥｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｄｒａｆｔｒａｔｉｏｓ２.１.４㊀抗蠕变性能表２为热定型温度为１００ħꎬ不同牵伸倍数的ＴＰＡＥ纤维在不同蠕变时间下的蠕变伸长率测试结果ꎮ从表２可以看出随牵伸倍数的提高ꎬ纤维的蠕变伸长率降低ꎮ由２.２.１可知ꎬ纤维结晶度随牵伸倍数的增大而增大ꎬ聚合物分子链间排列紧密ꎬ硬链段形成的结晶微区和氢键以物理交联点的形式限制非晶区分子链的滑移[１６]ꎬ因此蠕变伸长率下降ꎬ抗蠕变性能提高ꎮ随测试时间的延长ꎬ蠕变伸长率增大ꎬ但纤维整体伸长不大ꎬ说明ＴＰＡＥ纤维的抗蠕变性能较好ꎮ表２㊀不同牵伸倍数下ＴＰＡＥ纤维在不同蠕变时间下的蠕变伸长率Ｔａｂ.２㊀ＧｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｄｒａｆｔｒａｔｉｏｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ％试样蠕变时间０.１Ｔ０.５Ｔ１.０ＴＵＤＹ０.７９１.１４１.５０２￣１０００.６１０.７４１.１２３￣１０００.５６０.６４０.８３４￣１０００.４１０.４７０.６３５￣１０００.３７０.４４０.６０２.１.５㊀热收缩性能图８为热定型温度１００ħꎬ不同牵伸倍数ＴＰＡＥ纤维的沸水收缩率测试结果ꎮ从图８中可以看出ꎬ初生丝沸水收缩率为１３.５％ꎬ牵伸后ＴＰＡＥ纤维相比于ＵＤＹꎬ沸水收缩率均增大ꎻ当牵伸倍数由２倍增至５倍ꎬ沸水收缩率由２５.５％提高到３０.９％ꎮ这是因为随牵伸倍数的提高ꎬ非晶区取向程度增大ꎬ非晶区的取向大分子链在热的作用下克服分子间作用力ꎬ分子链由伸直态转变为卷曲态[１７]ꎬ则沸水收缩率增大ꎮ图８㊀不同牵伸倍数ＴＰＡＥ纤维的沸水收缩率Ｆｉｇ.８㊀ＢＷＳｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｄｒａｆｔｒａｔｉｏｓ００１ 现代纺织技术第３１卷２.２㊀热定型温度对ＴＰＡＥ纤维结构与性能的影响２.２.１㊀结晶性能图９和图１０分别为牵伸倍数４倍ꎬ不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维的二维Ｘ射线结晶衍射图和一维积分ＸＲＤ曲线ꎮ由图９可以看出ꎬ热定型温度由８０ħ增至１２０ħꎬ衍射环更加清晰ꎬ亮度增大ꎻ由图１０可以看出ꎬ衍射峰的峰形尖锐程度逐渐增强ꎬ说明ＴＰＡＥ纤维的结晶度增大[１０]ꎮ这是因为随热定型温度的提高ꎬ能够提供ＴＰＡＥ大分子链段结构单元较高的活动能力ꎬ大分子链在牵伸力作用下诱导更多硬段的无定形区链段形成结晶ꎬ晶区更加完善ꎬＴＰＡＥ纤维结晶度增大ꎮ２.２.２㊀取向性能图１１和图１２分别为牵伸倍数为４ꎬ不同热定型温度ＴＰＡＥ纤维的二维Ｘ射线取向衍射图和半峰宽与取向度的变化柱状图ꎮ从图１１可以看出ꎬ热定型温度由８０ħ增至１２０ħꎬ赤道线衍射弧逐渐清晰且变短ꎬ衍射强度逐渐增大ꎻ由图１２可知ꎬ纤维的半峰宽随热定型温度的提高由２６.０ʎ降至２２.１ʎꎬ取向度由８４.４％增至８７.７％ꎬ说明ＴＰＡＥ纤维的晶区取向度增大ꎮ这是因为提高热定型温度ꎬ分子间作用力下降ꎬ活动能力增强ꎬ在牵伸力的作用下能更有序的规整排列ꎬ则纤维晶区取向度增大ꎮ与２.２.１中热定型温度对ＴＰＡＥ纤维结晶度的影响相一致ꎮ图９㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的二维Ｘ射线结晶衍射Ｆｉｇ.９㊀２ＤＸ￣ｒａｙｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ图１０㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的一维积分ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ.１０㊀１ＤｉｎｔｅｇｒａｌＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ图１１㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的二维Ｘ射线取向衍射Ｆｉｇ.１１㊀２ＤＸ￣ｒａｙｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ１０１ 第５期杨㊀倩等:热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能图１２㊀ＴＰＡＥ￣ＵＤＹ和牵伸丝的半峰宽与取向度Ｆｉｇ.１２㊀Ｈａｌｆ￣ｐｅａｋｗｉｄｔｈａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＴＰＡＥ￣ＵＤＹａｎｄｄｒａｆｔｅｄｆｉｂｅｒｓ表３为不同热定型温度的ＴＰＡＥ弹性纤维声速Ｃ值测试结果ꎮ热定型温度由８０ħ增至１２０ħꎬ纤维的声速Ｃ值逐渐增大ꎮ这是因为随热定型温度的提高ꎬ分子链获得较强的活动能力ꎬ使大分子链沿牵伸力的作用方向排列更为规整ꎬ纤维结构规整度增加ꎬ则纤维取向度增大ꎮ表３㊀不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维的声速值Ｔａｂ.３㊀ＳｏｕｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓａｔｖａｒｉｏｕｓｈｅａｔｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ牵伸倍数热定型温度∕ħ声速值∕(ｋｍ ｓ－１)４８００.５１４１０００.５４４１２００.５９２.２.３㊀弹性回复性能图１３为牵伸倍数４倍ꎬ不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维在１５％与５０％定伸长下的弹性回复率测试结果ꎮ当热定型温度由８０ħ增至１２０ħꎬ在定伸长为１５％条件下ꎬ弹性回复率从８７.０％增至９１ ５％ꎻ当定伸长为５０％时ꎬ弹性回复率从８８ ７％增至９０ ７％ꎮ由２.２.１中不同热定型温度下的结晶变化可知ꎬ随热定型温度提高ꎬ纤维的硬链段结晶密度增大ꎬ硬段物理交联点增多ꎬ分子链在外力作用下不易滑移ꎬ则ＴＰＡＥ纤维的弹性回复率增高[１８]ꎮ２.２.４㊀抗蠕变性能表４为牵伸倍数４倍ꎬ不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维在不同蠕变时间下的蠕变伸长率测试结果ꎮ随热定型温度的提高ꎬ蠕变伸长率降低ꎬ随蠕变时间的延长而增大ꎮ这是因为热定型温度增大ꎬ纤维结构得到完善ꎬ分子间内应力增大ꎬ分子链不易产生滑移ꎬ因此蠕变伸长率下降ꎬＴＰＡＥ纤维抗蠕变性能得到提高ꎮ图１３㊀不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维的弹性回复率Ｆｉｇ.１３㊀ＥｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ表４㊀不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维在不同蠕变时间下的蠕变伸长率Ｔａｂ.４㊀ＧｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ％试样蠕变时间０.１Ｔ０.５Ｔ１.０Ｔ４￣８００.４６０.５２０.７７４￣１０００.４１０.４７０.６３４￣１２００.３７０.４４０.５９２.２.５㊀热收缩性能表５为牵伸倍数４倍ꎬ不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维的沸水收缩率ꎮ当热定型温度由８０ħ增至１２０ħꎬ沸水收缩率由３３.０％降至２７.０％ꎮ由２.２.１中不同热定型温度下的结晶变化可知ꎬ随热定型温度提高ꎬ纤维非晶区取向减少ꎬ因而在热的作用下解取向程度降低[１９￣２０]ꎬ则沸水收缩率减小ꎮ表５㊀不同热定型温度下ＴＰＡＥ纤维的沸水收缩率Ｔａｂ.５㊀ＢＷＳｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ牵伸倍数热定型温度∕ħ沸水收缩率∕％４８０３３.０４１００２９.０４１２０２７.０２０１ 现代纺织技术第３１卷３㊀结㊀论本文以硬度为５８Ｄ的热塑性聚酰胺弹性体为原料ꎬ采用熔融纺丝法制备ＴＰＡＥ初生丝和牵伸丝ꎮ研究了不同牵伸倍数与热定型温度对ＴＰＡＥ弹性纤维结晶取向㊁弹性回复率及热收缩性能的影响ꎬ结论如下:ａ)ＴＰＡＥ初生丝经过牵伸热定型ꎬ力学性能提高ꎬ强度增大ꎻ结晶性能增强ꎻ取向度增大ꎻ弹性回复性能增强ꎻ沸水收缩率增大ꎮｂ)随着牵伸倍数的提高ꎬＴＰＡＥ纤维结晶取向㊁弹性回复率及沸水收缩率均增大ꎬ蠕变伸长率降低ꎮ当牵伸倍数由２倍增加至５倍ꎬＴＰＡＥ纤维结晶取向性能和抗蠕变性能增强ꎻ晶区取向度由８０.０％增至８７.６％ꎻ弹性回复率在１５％定伸长下由９１.１％增至９４.０％ꎬ在５０％定伸长下由８７.２％增至９０.７％ꎻ沸水收缩率由２５.５％增至３０.９％ꎮｃ)随着热定型温度的提高ꎬＴＰＡＥ纤维结晶取向和弹性回复率增大ꎬ沸水收缩率降低ꎮ当热定型温度由８０ħ增至１２０ħꎬ纤维结晶取向性能和抗蠕变性能增强ꎻ晶区取向度达由８４.４％增至８７.７％ꎻ弹性回复率在１５％定伸长下由８７.０％增至９１.５％ꎬ在５０％定伸长下由８８.７％增至９０.７％ꎻ沸水收缩率由３３.０％降至２７.０％ꎮ参考文献:[１]ＨＵＡＮＧＧＴꎬＬＩＳＹꎬＬＩＹＣꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｆｏａｍｅｄｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆＥＶＡ∕ＴＰＡＥ１０１２[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０２１ꎬ１３８(３７):１￣１４.[２]黄辉ꎬ李娟华ꎬ吴广东ꎬ等.硬段类型和含量对嵌段聚氨酯脲性能的影响[Ｊ].高分子材料科学与工程ꎬ２０２０ꎬ３６(１):６３￣６９.ＨＵＡＮＧＨｕｉꎬＬＩＪｕａｎｈｕａꎬＷＵＧｕａｎｇｄｏｎｇꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｌｏｃｋｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｕｒｅａｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２０ꎬ３６(１):６３￣６９.[３]徐宇柏ꎬ何志勇ꎬ贾凤ꎬ等.热塑性聚酰胺弹性体的研究进展[Ｊ].材料导报ꎬ２０２２ꎬ３６(Ｓ２):５１３￣５１８.ＸＵＹｕｂｏꎬＨＥＺｈｉｙｏｎｇꎬＪＩＡＦｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｐｏｒｔｓꎬ２０２２ꎬ３６(Ｓ２):５１３￣５１８.[４]高鹏堂.塑性材料在汽车配件轻量化发展中的应用研究[Ｊ].内燃机与配件ꎬ２０２１(１９):３９￣４０.ＧＡＯＰｅｎｇｔａｎｇ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅ＆Ｐａｒｔｓꎬ２０２１(１９):３９￣４０.[５]李维忠ꎬ黄猛ꎬ彭军ꎬ等.尼龙６６基聚醚酯酰胺弹性体合成与表征[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０１３ꎬ４１(３):２６￣２９.ＬＩＷｅｉｚｈｏｎｇꎬＨＵＡＮＧＭｅｎｇꎬＰＥＮＧＪｕｎꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙ(ｅｔｈｅｒｅｓｔｅｒａｍｉｄｅ)ｅｓｔｏｍｅｒｂａｓｅｄｏｎＰＡ６６[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１３ꎬ４１(３):２６￣２９.[６]潘宇ꎬ姜立忠ꎬ赵振伦ꎬ等.不同硬度热塑性聚酰胺弹性体非等温结晶动力学[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０２０ꎬ４８(１０):１１０￣１１５.ＰＡＮＹｕꎬＪＩＡＮＧＬｉｚｈｏｎｇꎬＺＨＡＯＺｈｅｎｌｕｎꎬｅｔａｌ.Ｎｏｎ￣ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆＴＰＡＥｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈａｒｄｎｅｓｓ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ４８(１０):１１０￣１１５.[７]ＦＡＮＧＷꎬＦＡＮＸＤꎬＬＩＲＬꎬｅｔａｌ.Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ∕ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｂｌｅｎｄｓ:Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎬｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎꎬｍｅｃｈａｎｉｃａｌꎬａｎｄａｎｔｉｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０２１ꎬ３３(８):１￣９. [８]叶晓东ꎬ黄伟ꎬ贾凤ꎬ等.聚酰胺６合成㊁改性技术及应用研究进展[Ｊ].现代化工ꎬ２０２２ꎬ４２(１０):７１￣７５.ＹＥＸｉａｏｄｏｎｇꎬＨＵＡＮＧＷｅｉꎬＪＩＡＦｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙａｍｉｄｅ６[Ｊ].ＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２２ꎬ４２(１０):７１￣７５.[９]徐延勤ꎬ林妍妍ꎬ孙杨ꎬ等.Ｘ射线衍射技术在聚酯研究中的应用[Ｊ].聚酯工业ꎬ２０２１ꎬ３４(６):３２￣３５.ＸＵＹａｎｑｉｎꎬＬＩＮＹａｎｙａｎꎬＳＵＮＹａｎｇꎬｅｔａｌ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＸ￣ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｐｏｌｙｅｓｔｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ[Ｊ].ＰｏｌｙｅｓｔｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２１ꎬ３４(６):３２￣３５.[１０]杨汉彬ꎬ曾超ꎬ沈午枫ꎬ等.软硬链段含量及相对分子质量对ＰＡ６基弹性体结构的影响[Ｊ].合成纤维工业ꎬ２０２２ꎬ４５(２):１￣７.ＹＡＮＧＨａｎｂｉｎꎬＺＥＮＧＣｈａｏꎬＳＨＥＮＷｕｆｅｎｇꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｓｏｆｔａｎｄｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｓｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＡ６￣ｂａｓｅｄｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＳｙｎｔｈｅｔｉｃＦｉｂｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２２ꎬ４５(２):１￣７. [１１]陈勇伟ꎬ张日东ꎬ陈欣ꎬ等.牵伸作用对尼龙６纤维晶型结构及力学性能的影响[Ｊ].高分子学报ꎬ２０１４ꎬ(１２):１６４３￣１６４７.３０１第５期杨㊀倩等:热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能ＣＨＥＮＹｏｎｇｗｅｉꎬＺＨＡＮＧＲｉｄｏｎｇꎬＣＨＥＮＸｉｎꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｒａｆｔｉｎｇｏｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｆｏｒｍｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎｙｌｏｎ￣６ｆｉｂｅｒ[Ｊ].ＡｃｔａＰｏｌｙｍｅｒｉｃａＳｉｎｉｃａꎬ２０１４(１２):１６４３￣１６４７.[１２]周琴ꎬ李杨ꎬ林昆杰ꎬ等.热处理温度对对位芳纶纤维表面聚集态结构和性能影响[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０２１ꎬ４９(２):１１７￣１２２ꎬ１３５.ＺＨＯＵＱｉｎꎬＬＩＹａｎｇꎬＬＩＮＫｕｎｊｉｅꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｓｕｒｆａｃｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐａｒａ￣ａｒａｍｉｄｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０２１ꎬ４９(２):１１７￣１２２ꎬ１３５.[１３]高峰ꎬ孙燕琳ꎬ肖顺立ꎬ等.不同牵伸倍率下聚酯复合纤维的微观结构与性能[Ｊ].纺织学报ꎬ２０２２ꎬ４３(８):３４￣３９.ＧＡＯＦｅｎｇꎬＳＵＮＹａｎｌｉｎꎬＸＩＡＯＳｈｕｎｌｉꎬｅｔａｌ.Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃ￣ｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙｅｓｔｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒａｆｔｉｎｇｒａｔｉｏｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｅｘｔｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０２２ꎬ４３(８):３４￣３９.[１４]严岩ꎬ朱福和ꎬ潘晓娣ꎬ等.低熔点皮芯复合聚酯纤维干热收缩研究[Ｊ].合成技术及应用ꎬ２０１８ꎬ３３(３):５￣９.ＹＡＮＹａｎꎬＺＨＵＦｕｈｅꎬＰａｎＸｉａｏｄｉꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｒｙｈｅａｔｓｈｒｉｎｋａｇｅｏｆｌｏｗ￣ｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔｃｏｒｅ￣ｓｈｅａｔｈｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１８ꎬ３３(３):５￣９.[１５]郭静雯ꎬ翁鸣ꎬ杨倩ꎬ等.热塑性聚酰胺弹性纤维的制备及性能[Ｊ].合成纤维ꎬ２０２２ꎬ５１(１０):１２￣１７.ＧＵＯＪｉｎｇｗｅｎꎬＷＥＮＧＭｉｎｇꎬＹＡＮＧＱｉａｎꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＦｉｂｅｒｉｎＣｈｉｎａꎬ２０２２ꎬ５１(１０):１２￣１７.[１６]何崎ꎬ李军令ꎬ靳高岭ꎬ等.高卷曲聚醚酯∕聚酯并列复合纤维的制备及其性能[Ｊ].纺织学报ꎬ２０２２ꎬ４３(９):７０￣７５.ＨＥＱｉꎬＬＩＪｕｎｌｉｎｇꎬＪＩＮＧａｏｌｉｎｇꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎｈｏｍｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ￣ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ∕ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｅｘｔｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０２２ꎬ４３(９):７０￣７５.[１７]文鑫ꎬ严坤ꎬ李雪丽ꎬ等.辐射交联超高分子量聚乙烯热稳定性及蠕变性能[Ｊ].辐射研究与辐射工艺学报ꎬ２０２２ꎬ４０(１):４２￣５０.ＷＥＮＸｉｎꎬＹＡＮＫｕｎꎬＬＩＸｕｅｌｉꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｒｅｅｐｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒａｄｉａｔｉｏｎｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｕｌｔｒａ￣ｈｉｇｈｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲａｄｉａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＲａｄｉａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２０２２ꎬ４０(１):４２￣５０. [１８]陈志薇ꎬ张顺花.呋喃基共聚酯ＰＥＴＴ纤维的制备及其性能[Ｊ].现代纺织技术ꎬ２０２２ꎬ３０(４):１０２￣１０７ꎬ１２９.ＣＨＥＮＺｈｉｗｅｉꎬＺＨＡＮＧＳｈｕｎｈｕａ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｕｒａｎ￣ｂａｓｅｄｃｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒＰＥＴＴｆｉｂｅｒ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ３０(４):１０２￣１０７ꎬ１２９. [１９]尚娜ꎬ王学利ꎬ俞建勇ꎬ等.低纤度聚酰胺６长丝的结构与性能[Ｊ].合成纤维ꎬ２０１３ꎬ４２(１１):１１￣１４.ＳＨＡＮＧＮａꎬＷＡＮＧＸｕｅｌｉꎬＹＵＪｉａｎｙｏｎｇꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｏｗ￣ｄｅｎｉｅｒｐｏｌｙａｍｉｄｅ６ｆｉｌａｍｅｎｔ[Ｊ].ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＦｉｂｅｒｉｎＣｈｉｎａꎬ２０１３ꎬ４２(１１):１１￣１４.[２０]魏艳红ꎬ苏旭中ꎬ刘新金ꎬ等.三种弹性纤维的结构与性能研究[Ｊ].丝绸ꎬ２０１９ꎬ５６(５):４４￣５０.ＷＥＩＹａｎｈｏｎｇꎬＳＵＸｕｚｈｏｎｇꎬＬＩＵＸｉｎｊｉｎꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｙｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｒｅｅｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓ[Ｊ]ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｌｋꎬ２０１９ꎬ５６(５):４４￣５０.４０１ 现代纺织技术第３１卷ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓＹＡＮＧＱｉａｎꎬＷＥＮＧＭｉｎｇꎬＺＨＡＮＧＭｅｎｇｒｕꎬＷＡＮＧＸｉｕｈｕａ(ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｆｏｒＴｅｘｔｉｌｅＦｉｂｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ￣ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｅｏｐｌｅ'ｓｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｓ ｃｏｎｓｕｍｅｒ'ｓｄｅｍａｎｄｆｏｒｔｅｘｔｉｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｈａｓｓｈｉｆｔｅｄｆｒｏｍｗａｒｍｔｈａｎｄｂｅａｕｔｙｔｏｍｏｒｅｄｅｔａｉｌｓｓｕｃｈａｓｃｏｍｆｏｒｔａｎｄａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｎｅｓｓ.Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ ｅｌａｓｔｉｃｃｌｏｔｈｉｎｇｈａｓｂｅｅｎｆａｖｏｒｅｄｂｙｍａｎｙｃｏｎｓｕｍｅｒｓｄｕｅｔｏｉｔｓｓｈａｐｉｎｇａｎｄｃｏｍｆｏｒｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ.Ｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓａｒｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｌｏｗｍｏｄｕｌｕｓ ｈｉｇｈｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｎｄｈｉｇｈｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｉｎｔｒｉｎｓｉｃｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓａｎｄｆｏｒｍｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｅｌａｓｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ.Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓ ａｎｄｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓ.Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｗｅｌｃｏｍｅｄｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｕｔｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｂｅｕｓｅｄａｓｂａｒｅｙａｒｎｓａｎｄａｒｅｏｆｔｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｗｒａｐｐｅｄｙａｒｎｓｗｉｔｈｏｔｈｅｒｆｉｂｅｒｓ ｆｏｒｍｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓｓｕｃｈａｓｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｉｍｐｅｄｆｉｂｅｒｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｕｎｄｅｒｓｍａｌｌｆｏｒｃｅｓ ｂｕｔｌａｃｋｉｎｔｒｉｎｓｉｃｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｆｔｅｒｃｒｉｍｐｉｎｇｉｓｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ.Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｏｍｅｒ ＴＰＡＥ ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｅｌａｓｔｏｍｅｒ ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｏｌｙａｍｉｄｅｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔｓａｎｄａｌｉｐｈａｔｉｃｐｏｌｙｅｓｔｅｒｏｒｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｏｆｔｓｅｇｍｅｎｔｓ.ＤｕｅｔｏｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｏｆｔａｎｄｈａｒｄｃｈａｉｎｓｅｇｍｅｎｔｓｏｆＴＰＡＥ ａｍｉｃｒｏｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄ.ＴｈｅｈａｒｄｃｈａｉｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆＴＰＡＥｉｓｒｉｃｈｉｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｍｉｃｒｏｒｅｇｉｏｎｓａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓ ａｎｄｉｔｓｔｙｐｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｈａｒｄｎｅｓｓ ｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＴＰＡＥ ｔｈｅｓｏｆｔｓｅｇｍｅｎｔｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓｒｅｇｉｏｎ ａｎｄｉｔｓｔｙｐｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｉｔｓｌｏｗ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｒａｔｉｏｏｆｓｏｆｔａｎｄｈａｒｄｃｈａｉｎｓｅｇｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｈａｖｅｄｅｃｉｓｉｖｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴＰＡＥ.ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＴＰＵｗｉｔｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｓ ＴＰＡＥｈａｓｂｅｔｔｅｒｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈａｍａｘｉｍｕｍｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ１７５ħａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅａｔ１５０ħ.ＴｈｅｒｅｆｏｒｅＴＰＡＥｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｐｏｒｔｓ ａｅｒｏｓｐａｃｅ ｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ ｂｕｔｔｈｅｒｅａｒｅｆｅｗｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｐｏｒｔｓｏｎｆｉｂｅｒｓ.ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＰＡＥｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｅｌａｓｔｉｃｆｉｂｅｒｓ ｗｅｕｓｅｄＴＰＡＥａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｐｒｅｐａｒｅｄＴＰＡＥｐｒｉｍａｒｙｓｉｌｋｂｙｕｓｉｎｇａｌａｂｏｒａｔｏｒｙｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｉｃｒｏｅｘｔｒｕｄｅｒ ａｎｄｔｈｅｎｓｕｂｊｅｃｔｅｄｉｔｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｆｏｒｐｏｓｔ￣ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ.Ｗｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｎｆｉｂｅｒｓｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｓ ｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｈｒｉｎｋａｇｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｅｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｍａｋｅｔｈｅＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅ.Ｗｈｅｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ１００ħａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ２ｔｏ５ｔｉｍｅｓ ｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ９１.１％ｔｏ９４.０％ａｔａｆｉｘｅｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆ１５％ ａｎｄｆｒｏｍ８７.２％ｔｏ９０.７％ａｔａｆｉｘｅｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆ５０％.Ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｉｓ４ｔｉｍｅｓ ｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ８７.０％ｔｏ９１.５％ａｓｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｅｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ８０ħｔｏ１２０ħａｔａｆｉｘｅｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆ１５％ ａｎｄｆｒｏｍ８８.７％ｔｏ９０.７％ａｔａｆｉｘｅｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆ５０％ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.ＩｔｃａｎｂｅｆｏｕｎｄｆｒｏｍｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈａｔＴＰＡＥｆｉｂｅｒｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌａｓｔｉｃｆａｂｒｉｃｓａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＰＡＥｃａｎｂｅｅｘｐａｎｄｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｆｉｂｅｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙａｍｉｄｅｅｌａｓｔｏｍｅｒ ｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｈｅｒｍａｌｓｈｒｉｎｋａｇｅ５０１ 第５期杨㊀倩等:热塑性聚酰胺弹性纤维的结构与性能。
热塑性聚氨酯改性和性能研究
A b stract
T herm o p lastic elasto m er (S E P S ) an d th erm op lastic p o lyureth ane (T P U ) are segm en ted copo lym ers w h ich h av e a stru cture called m icro ph ase sep aration , and th is structure m akes p olym ers h ave m any excellent p rop erties su ch as good m echan ical stren gth 、flex ib ility 、 creep resistan ce 、 o il resistan ce an d go od beh av ior in th e low tem p erature an d so on . T hey can b e app lied in m any areas and no w are stu died in great dem and .
T h e ten sile stren gth fo r p o ly ester T P U /S E P S co m p ou n d s h as the sam e p erfo rm an ce as th at o f p o ly eth er T P U /S E P S co m p o un d s alon g w ith th e con tents o f S E P S . It reach ed m ax im u m w hen th e con tents o f S E P S is 2 0 w t% and hyd ro ly sis-agin g resistan ce b ecam e th e
热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究
《材料物理》课程论文学生姓名：梁东学号：20140530学院：材料科学与工程学院专业年级：2014级材料化学2班题目：热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究指导教师：梁金老师评阅教师：梁金老师2016年6月摘要聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物材料，具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域，成为很有发展前景的材料之一。
但多数 PI 具有不溶不熔的特性，加工成型十分困难，一定程度上限制了其应用范围，因此热塑性聚酰亚胺（TPI）成为发展方向之一。
TPI 不仅具有优异的综合性能，而且更易于加工，生产效率更高，在经济效益和环保方面都优于传统的热固性聚酰亚胺，成为人们开发研制的热点。
TPI 可通过添加纤维提高力学性能，添加润滑剂提高耐磨性能，亦可与其它聚合物共混，使改性材料具有更优异的性能，应用于高科技领域。
目前，对 PI 及其改性材料性能的研究，大多数是关于力学性能和摩擦磨损性能，很少具体研究其热性能。
而聚酰亚胺的热性能，如玻璃化转变温度 Tg、热膨胀系数α是其应用于工业各领域重要的评价指标。
针对以上背景，本文首先测定了一种自主研发的 TPI 的玻璃化转变温度并通过改变分子量大小考察玻璃化转变温度与分子量的关系，及热处理温度和热处理时间对玻璃化转变温度的影响。
结果表明：玻璃化转变温度随数均分子量的增大而增加，采用 Kanig-Ueberreiter 方程关联玻璃化转变温度与数均分子量,其线性拟合度高；由于聚酰亚胺的结构特点——存在自由端基，在高温可发生固相热环化反应，相应其分子量随处理温度的升高和处理时间的延长而增大，表现为聚合物的玻璃化转变温度有所升高。
为了进一步提高 TPI 的性能，扩大其应用范围，使其能在更加苛刻的环境下使用，TPI 的改性研究主要包括纤维增强的 TPI 树脂基复合材料及聚合物共混改性 TPI。
但由于高分子材料的热膨胀系数比纤维、陶瓷等无机材料要大得多，两者复合后，随温度的变化，热应力不仅使高分子和基材剥离，还会产生龟裂和翘曲，模压塑料则产生裂纹等。
热塑性聚氨酯弹性体性能的研究
ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，ＳＰＵＳ
Ｖ
北京化工大学硕上研究生论文
北京化工大学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立
进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。
北京化工大学 硕士学位论文 热塑性聚氨酯弹性体性能的研究 姓名：李樾 申请学位级别：硕士 专业：材料科学与工程 指导教师：张军营 20100522
摘要
热塑性聚氨酯弹性体性能的研究
摘要
热塑性聚氨酯弹性体因其结构特性，具有强度高，弹性好，使用硬度 范围宽，力学性能优异，因此被广泛应用于煤矿、汽车、机械、纺织等的 各个领域。热塑性聚氨酯的熔体流动性对加工性能亦十分重要，只有兼顾 优良的力学性能和熔体流动性，热塑性聚氨酯才能有更广泛的应用。但是 在热塑性聚氨酯中，分子量、熔体流动性及力学强度是相互矛盾的，且在 ＴＰＵ合成过程中难以控制。 为了使热塑性聚氨酯弹性体在保持热塑性的同时又能提高力学强度， 将端羟基聚苯乙烯引入到聚氨酯体系中，用单端羟基聚苯乙烯与聚氨酯预 聚体反应合成一种聚苯乙烯／聚氨酯／聚苯乙烯体系的聚合物（ＳＰＵＳ），提 出了一种聚苯乙烯改性聚氨酯的新方法。并对ＳＰＵＳ的结构进行表征，包 括：ＦＴＩＲ、ＧＰＣ、ＤＭＡ、ＸＲＤ、ＴＥＭ等。ＴＥＭ的结果表明聚氨酯相能 和聚苯乙烯相产生较好的相分离；同时又研究了添加单端羟基聚苯乙烯对 ＳＰＵＳ力学性能的影响，结果表明与分子量相同的ＴＰＵ相比，ＳＰＵＳ既保 持了一定的熔体流动性，又能显著提高力学强度；对于不同分子量的端羟 基聚苯乙烯，随着聚苯乙烯含量的增加，可以显著的提高嵌段聚合物的拉 伸强度，但会使断裂伸长率下降。当端羟基聚苯乙烯分子量为１００００，合 成的ＳＰＵＳ中聚苯乙烯质量分数为２５％时，ＳＰＵＳ具有最佳的力学强度。
可控交联聚芳醚酮热塑性复合材料的制备及电子束辐照对其结构和性能的影响
可控交联聚芳醚酮热塑性复合材料的制备及电子束辐照对其结构和性能的影响Study on t he Forming Process and Electron Beam IrradiationT reatment of a Thermoplastic Cont rollable CrosslinkingPoly(Aryl Ether Ketone)Matrix Composit es秦 明1,益小苏2(1浙江大学高分子复合材料研究所,杭州310027;2北京航空材料研究院,北京100095)QIN Ming1,YI Xiao-su2(1Department of Polymer Science and Engineering,Zhejiang U niversity,H angzhou310027,China;2Institute of Aeronautical Materials,Beijing100095,China)摘要:报道了一种可溶性可控交联聚芳醚酮(CCP AEK)热塑性复合材料的制备方法。
通过不同温度下CCPAEK树脂熔融指数的测定,得到合适的热塑性复合材料成型温度及压力制度。
研究了CCP AEK的电子束(EB)辐照交联特性,对热塑性复合材料进行一定剂量的EB辐照处理,并考察了辐照对复合材料结构和性能的影响。
DSC及DM TA 分析结果表明,复合材料辐照后的玻璃化转变温度有所增加。
辐照后复合材料的弯曲强度得到明显提高,但弯曲模量和层间剪切强度基本不变。
SEM分析说明辐照对材料的界面性能无明显影响。
关键词:可控交联聚芳醚酮;热塑性复合材料;电子束辐照中图分类号:T B332 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2004)02-0018-04Abstr act:T he forming process of a thermoplastic Controllable Cr osslinking Poly(Aryl Ether Ketone)(CCPAEK)matrix composite was r eported in this paper.The temperature and press pr o-gram of the thermal for ming pr ocess was confirmed through determining Melt Index(MI)of the CCPAEK at different temperatures.T he electr on beam(EB)irradiation character of the CCPAEK matr ix was studied and the ther moplastic composite specimens wer e EB ir radiated at a cer tain dosage.T he influences of EB irr adiation on the structure and properties of the composites were studied.The glass transition temperatures(T g)of the irradiated couples were found enhanced limit-edly by means of Differential Scanning Calor imeter(DSC)and Dynamic Mechanical T her mal Analy-sis(DMT A).The flexural strength of EB treated specimen increased while the flexural module and the shor t beam shear str ength changed unobvious.Scanning Electron Microscope(SEM)showed that the irradiation had almost no influence on the interfacial structures of the composites.Key words:CCPAEK;thermoplastic composites;EB irradiation 先进树脂基复合材料按树脂基体的性质可以分为热塑性和热固性两大类,这两类复合材料各有优缺点。
热塑性 聚酰亚胺
热塑性聚酰亚胺在过去几年里，几种新的耐高温热塑性聚酰亚胺已经实现商业化。
热塑性聚酰亚胺比传统的热固性聚酰亚胺有一些优点，最引人注目的是改进了韧性和热加工和成型的能力。
热固性聚酰亚胺是化学交联的，固化后不能重新成型（即：交联），而热塑性聚酰亚胺是完全反应的线性聚合物，含有亚胺基团-CONCO-作为聚合物链的一部分。
由于热塑性聚酰亚胺在加工期间没有化学交联，它们可以被再模塑和再成型。
化学与性能由于芳香环结合到聚合物构架中而带来更高的热稳定性，商业化的热塑性聚酰亚胺来源于芳香双胺和芳香二酐。
芳香聚酰亚胺的制备通常涉及芳香双胺和芳香二酐的缩聚作用，该作用发生在合适的反应介质中，并生成一中间产物聚酰胺酸。
生成的聚酰胺酸可用在一些领域上或者通过热或化学作用转换成具一般结构的线性热塑性聚酰亚胺。
芳香族热塑性聚酰亚胺的主要性质是突出的高玻璃化温度（Tg），显著的耐高温性，韧性，好的电性能，固有的阻燃性和高耐辐射性。
但是，由于热塑性聚酰亚胺相对高的Tg和熔融粘度，制造时要求一相对高的加工温度。
在有些情况下，加工温度可能超过聚酰亚胺的分解温度。
虽然加工温度在其热分解温度以上的线性芳香聚酰亚胺从理论上是热塑性塑料，但它们通常被称为假热塑性聚酰亚胺。
在这种情况下，比最终聚酰亚胺更易溶解和熔融的聚酰胺酸中间产物，可能在受热转化成聚酰亚胺以前就变成薄膜或型件。
芳香族聚酰亚胺难加工的问题，在某种程度上已经通过在聚合物链中双配和双胺任一或两者的芳环之间引人如酮、醚和六氟异亚丙基基团之类的柔性链而得到解决。
改善热塑性聚酰亚胺的可加工性的一种特别有效的芳香族双胺是全氟异亚丙基双胺（4 一BDAF）°4-BDAF 与芳香二配反应生成具有如右上图结构的聚酰亚胺。
从4-BDAF得到的热塑性聚酰亚胺比用苯二胺和芳香二配制得的聚酰亚胺更容易加工，并仍然具有高的Tg和好的氧化热稳定性。
4-BDAF中氟的存在也导致制得的聚酰亚胺呈现出改良的电性能。
热塑性聚氨酯论文
热塑性聚氨酯TPU 的发展现状摘要：TPU 全称热塑性聚氨酯弹性体（Thermoplastic Polyurethane ），它是由二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应生成的线性高分子材料。
同时，它也是一种能够在一定热度下反复变软或改变的塑胶材料，而在常温下它却可以保持形状不变，能起个支撑、保护的作用.TPU 为热塑性聚氨酯，有聚酯型和聚醚型之分，TPU 成型品的用途广泛： 汽车部件，机械·工业用部件，管材·软管，薄膜·板材，电线·电缆等等，本文主要叙述TPU 聚合工艺，各项性能，市场应用，TPU 国内外发展的现状及其生产厂家等方面。
关键词：TPU 共混改性 聚氨酯 发泡剂 扩链剂 环保一．TPU 的聚合工艺TPU 全称热塑性聚氨酯弹性体（Thermoplastic Polyurethane ），它是由二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应生成的线性高分子材料。
它在分子组成上以重复氨基甲酸酯基团为特征，同时含有脲基甲酸酯、缩二脲、及酯键、醚键等其它基团；从分子结构上看，它由刚性链段与柔性链段交替构成，其中刚性链段是由二异氰酸酯和扩链剂反应得到的，柔性链段则是由二异氰酸酯和大分子多元醇反应得到的。
这种特殊的分子结构使TPU 具有其它各类热塑性弹性不可比拟的优良性能。
可采用注射、挤出、吹塑等方法生产加工。
挤出成型、注射成型是ＴＰＵ广为采用的加工方法。
挤出和注射成型的熔体温度范围较宽，一般在１８０－２４５摄氏度之间．塑化效果好，熔料均匀，易于成型加工。
适合所有塑料生产加工工艺。
挤出成型的工艺过程：将固体颗粒或粉末加入挤出机的料斗，在料简预热，干燥；物料在运动过程中与料筒、螺杆、以及物料与物料之间相互摩擦、剪切，产生大量的热，这时物料由玻璃态→高弹态→粘流态转变；熔融物料被螺杆输入通过具有一定形状口模后成型，进入冷却定型装置，再经过牵引，获得最终的制品尺寸。
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热塑性论文：新型间位结构的聚酰亚胺塑粉的分子设计、制备和性能研究
【中文摘要】聚酰亚胺以其突出的综合性能越来越受到人们的重视,但是这类聚合物中重复的酰亚胺键结构和整体的芳香性结构,使其在实际加工成型过程中困难重重,并且成本很高,这些成为了制约这类材料快速发展的两个关键因素。
开发新型热塑性聚酰亚胺的主要目标是在保持聚酰亚胺的优异性能的同时,降低加工温度并提高其熔体的流动性,使其更容易加工成型。
对于热塑性聚酰亚胺来说,改善其加工性能必须从分子结构设计出发增加材料的热可塑性。
通过对热塑性聚酰亚胺分子结构和性能关系的研究,本文从增加聚酰亚胺结构单元长度来降低酰亚胺环密度,以及引入柔性砜基基团角度出发,首先采用具有较长链结构、含有砜基结构的间位二胺的4,4’-二(3-氨基苯氧基)二苯砜(m-BAPS)与均苯四甲酸二酐(PMDA)合成了几种不同分子量的均苯型热塑性聚酰亚胺模塑粉。
利用DSC、TGA、拉伸、流变仪等对模塑粉的热性能、稳定性、机械性能及其熔体黏度进行了研究。
最后设计了一种具有更长链结构的、弯折型并含有醚酮柔性基团的间位结构的二胺单体,利用这种二胺与五种常见商品化二酐单体制备了一系列相同分子量的模塑粉料。
利用DSC、TGA、拉伸、流变仪等测试手段对这类模塑粉结构和性能进行...
【英文摘要】Polyimide has been paid more and more attention because of its outstanding thermal properties and mechanical
properties since these years. However, the repeated structure of imide bond in main chain and aromatic structure has led to difficulties in the actual melt processing and high cost of materials. These become the key factors which restricts the rapid development of polyimides. Main goal of develope new thermoplastic polyimides is to reduce the melting temperature (Tm) and maintain the excellent perfor...
【关键词】热塑性聚酰亚胺模塑粉低熔体粘度醚酮二胺结构与性能的关系
【英文关键词】thermoplastic polyimide molding powder low melt viscosity ether ketone diamines the relationship between structure and properties
【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848
【目录】新型间位结构的聚酰亚胺塑粉的分子设计、制备和性能研究第1章绪论6-21 1.1 聚酰亚胺概述
6-8 1.1.1 聚酰亚胺的发展与现状6-7 1.1.2 聚酰亚胺的分类7-8 1.2 热塑性聚酰亚胺8-11 1.2.1 热塑性聚酰亚胺的种类9-10 1.2.2 热塑性聚酰亚胺的应用
10-11 1.3 热塑性聚酰亚胺模塑粉11-18 1.3.1 聚酰亚胺模塑粉的制备方法11-13 1.3.2 热塑性聚酰亚胺模塑粉发展现状13-14 1.3.3 热塑性聚酰亚胺模塑粉在目前存在的问题14 1.3.4 提高聚酰亚胺热塑性的途径
14-18 1.3.4.1 影响热塑性聚酰亚胺的因素
15 1.3.4.2 热塑性聚酰亚胺结构和性能关系
15-18 1.4 本论文设计思想18-21第2章含砜基聚酰亚胺模塑粉的制备及性能表征21-30 2.1 引言21 2.2 原料及来源21 2.3 仪器与测试21-22 2.4 聚酰亚胺模塑粉的制备22-23 2.5 结果与讨论23-28 2.5.1 聚酰胺酸的特性粘度测试23 2.5.2 聚酰亚胺模塑粉的DSC研究23-25 2.5.3 聚酰亚胺模塑粉的热稳定研究
25-26 2.5.4 聚酰亚胺模塑粉熔体粘度的表征
26-28 2.5.5 模压后聚合物薄膜的力学性能测试
28 2.6 本章小结28-30第3章含醚酮结构的聚酰亚胺模塑粉的制备及性能研究30-40 3.1 引言30 3.2 原料及来源30-31 3.3 仪器与测试31 3.4 聚酰亚胺模塑粉的制备31-32 3.5 结果与讨论32-39 3.5.1 聚酰胺酸的特性粘度测试32-33 3.5.2 聚酰亚胺模塑粉的元素分析33 3.5.3 聚酰亚胺模塑粉的DSC研究33-34 3.5.4 聚酰亚胺模塑粉的热稳定研究34-36 3.5.5 聚酰亚胺模塑粉的熔体黏度测试36-38 3.5.6 模压后聚合物薄膜的力学性能测试38-39 3.6 本章小结39-40第4章结论
40-41参考文献41-44致谢44-45作者简历
45-46中文摘要46-47Abstract47-48。