有机无机杂化材料与聚苯硫醚纤维功能化
有机_无机杂化材料与多功能纤维研究进展_相恒学
有机_无机杂化材料与多功能纤维研究进展_相恒学有机-无机杂化材料是指由有机分子与无机材料组成的复合材料，具有有机和无机两种材料的特点和性质。
由于其独特的结构和性质，有机-无机杂化材料在多个领域中都有广泛的应用，特别是在纤维材料领域。
有机-无机杂化材料具有许多优异的性能，如高强度、高韧性、高导电性、高透明性、低比重等。
这些性能使得有机-无机杂化材料成为一种理想的多功能纤维材料的候选者。
多功能纤维材料是一种可以用于多种应用的纤维材料，如智能纺织品、防护服、传感器、储能设备等。
近年来，有机-无机杂化纤维材料的研究取得了重要进展。
一种常用的方法是通过溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化纤维材料。
该方法将有机材料和无机材料溶解在溶剂中，并通过凝胶化、干燥、热处理等步骤使其形成纤维状结构。
有机-无机杂化纤维材料的一个研究重点是提高其力学性能。
研究人员通过优化有机-无机界面的结合方式和强化有机纤维的结构，成功地制备出具有优异力学性能的有机-无机杂化纤维材料。
例如，将有机材料和无机材料分别用作纤维的表层和核心，可以提高纤维的强度和韧性。
除了力学性能，有机-无机杂化纤维材料还可以具有其他多功能性能。
例如，将导电材料引入有机-无机杂化纤维中，可以制备出柔性、导电的纤维材料，用于制作柔性电子器件、传感器等。
另外，将具有光学性能的有机-无机杂化材料应用于纤维材料中，可以实现具有特殊光学性能的纤维材料，如透明、发光的纤维。
此外，有机-无机杂化纤维材料还可以通过组装和修饰实现多功能性能。
研究人员通过改变有机-无机界面的相互作用方式，将各种功能型材料组装在纤维表面，实现了多种特殊性能的有机-无机杂化纤维材料。
例如，将具有催化性能的纳米颗粒组装在纤维表面，可以制备出具有催化功能的纤维材料。
综上所述，有机-无机杂化材料是一种具有多功能性能的纤维材料。
通过调控有机-无机界面的结合方式和优化杂化纤维的结构，可以实现纤维材料的力学性能、导电性能、光学性能等的提升。
有机半导体分类
有机半导体是指具有半导体性质的有机材料，其导电能力介于金属和绝缘体之间。
按照不同的分类标准，有机半导体可以分为以下几类：1. 根据分子大小：* 小分子有机半导体：由小分子单元按一定方式排列而成，例如P3HT等。
* 高分子有机半导体：由大分子单元构成，通常使用聚合反应合成，例如PEDOT等。
2. 根据材料特性：* 有机无机杂化半导体：由有机半导体和无机半导体通过共价键或非共价键结合而成，例如ZnO/PPV等。
* P型材料：如并五苯、稠环分子、聚噻吩及其衍生物、苝、红荧烯等，具有更优良的稳定性及器件性能。
* N型材料：可分为高聚物、低聚物以及有机小分子三类，目前以小分子材料为主，如C60、金属酞菁化合物等。
3. 根据材料类型：* 有机物类：包括芳烃、染料、金属有机化合物，如紫精、酞菁、孔雀石绿、若丹明B等。
* 聚合物类：包括主链为饱和类聚合物和共轭型聚合物，如聚苯、聚乙炔、聚乙烯咔唑、聚苯硫醚等。
* 给体-受体络合物：由电子给予体与电子接受体二部分组成，典型的有四甲基对苯二胺与四氰基醌二甲烷复合物。
此外，有机半导体根据导电类型还可以分为P型、N型以及双极型材料。
其中P型材料具有更优良的稳定性及器件性能，而N型材料则以小分子材料为主。
这些分类方式有助于更好地理解和应用有机半导体材料，它们在电子器件、光电器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。
同时，有机半导体材料的研究和发展也在不断推进，有望为未来的科技进步提供更多可能性。
请注意，以上分类并非绝对，随着材料科学和半导体技术的发展，新的分类方式和材料类型可能会不断涌现。
因此，对于有机半导体的分类，应保持开放和灵活的态度，不断更新和完善分类体系。
聚苯硫醚纤维的制备及改性技术现状与展望
质量分数及挥发物质量分数在 0. 1% ~ 0. 3% [8] 。
在 PPS 熔融纺丝过程中,在纺丝喷丝板下方
第 3 期 彭梓航等. 聚苯硫醚纤维的制备及改性技术现状与展望
采用环吹风冷却技术,可使熔体冷却、丝条拉伸细
术的研究重点,也是提升 PPS 纤维制备技术、改
善产品性 能 的 关 键。 肖 为 维 等
[14]
研 究 发 现, 随
PPS 熔体在 305 ℃ 下停留时间增长,大分子会发
生交联,挤出细流的黏弹性增大,拉伸性能下降,
可纺性逐渐变差;PPS 树脂熔融真空处理和控制
是采用该技术生产。 在生产过程中,需要注意的
20 世纪 90 年代,主要是针对 PPS 纤维纺丝工艺
PPS 纤维的应用前景。
有限公司成功引进 PPS 短纤维生产的相关专利
备方法、改性技术做了详细的综述,并总结归纳了
和性能开展了系列研究。 2006 年江苏瑞泰科技
技术,并建成了国内首条 4 kt / a PPS 短纤维生产
1 PPS 纤维的发展概况
生物源纤维制造技术国家重点实验室,北京 100025)
摘 要: 简述了国内外聚苯硫醚( PPS) 纤维的发展历史、生产现状及应用情况,详细介绍了 PPS 纤维的制
备方法及改性技术现状,并对今后我国 PPS 纤维的发展及应用趋势进行了展望。 目前,PPS 纤维产品以常
规短纤维为主,日本几乎垄断了 PPS 短纤维的生产技术和全球市场,日本 PPS 短纤维产量占世界总产量的
多温区加热松弛 / 紧张热定型技术,可使 PPS 大
分子链取向趋于完善,提高 PPS 纤维的取向、结
晶度。 P. L. CARR 等
金属有机配位聚合物的制备及其性能的测试
南京航空航天大学硕士学位论文摘要金属-有机配位聚合物是由金属中心离子与有机配体自组装而形成的。
金属-有机配位聚合物新颖的多样结构导致其许多特殊的性能。
由于含硫芳基多齿配体本身结构的多样性，在与金属离子配位时，可以组装出结构新颖和功能独特的配合物。
它们表现出不同寻常的光、电、磁等性质，在非线性光学，磁性和催化材料等方面具有潜在的应用前景。
本课题为含硫金属-有机配位聚合物的合成和性能表征。
文中对到目前为止的金属-有机配位聚合物的研究成果进行了系统的总结。
本论文分别以对苯二胺和对苯二酚为有机小分子，与二硫化碳在碱性条件下反应，在反复实验的基础上，找到了合适的反应条件，冷凝回流合成出了以硫为配位原子的有机配体。
用均相法和溶剂热合成法，将生成的配体与过渡金属在含有表面活性剂的条件下混合发生配位反应，制备了相应的含硫过渡金属配位聚合物，考察各反应因素对配位聚合物形貌的影响。
最后，通过FTIR，EDS，SEM，TEM，紫外-可见等分析手段对配体和配合物进行表征，发现所合成的镉(Ⅱ)配位聚合物具有半导体的性质。
关键词：金属-有机配位聚合物，溶剂热合成，二硫化碳，配体，表征iABSTRACTMetal-organic coordination polymers are a type of self-assembly formed by organic ligands and metal ions. Diversified structures of the coordination polymers result in unusual properties of the novel materials. Duo to the structure multiformity of multidentate organic ligand with the sulfur and aryl, they can assemble out complexes of novel structures and unique fuctions if coordinated with metal ions. They have shown distinctive optical, electrical, and magnetic properties, thus they have a potential applied prospect in nonlinear optics, magnetic and catalytic materials.The subject is to synthesize and analyze the property of sulfur metal-organic coordination polymers. In this dissertation, we do the summary of the development and achievements of metal-organic coordination polymers. In this paper, we use p-phenylenediamine or p-dihydroxybenzene as small organic molecules to react with carbon bisulfide in alkaline condition. We find out the appropriate reaction condition on the basis of repeated experiments, and synthesize organic ligand with the sulfur as coordination atom in the condition of refluxing. Then we use the acquired ligands to react with transition metal ions under surfactant by solvothermal and homogeneous techniques and get the corresponding transition metal complexes with the sulfur atom. We have explored the influences of all kinds of synthesis factors for their morphologies. Finally, through analytical methods such as FTIR, EDS, SEM, TEM, UV-vis, we characterize the ligands and complexes, and suggest that the Cd(Ⅱ) complex is a semi-conductor.Keywords: metal-organic coordination polymers, solvothermal synthesis, carbon bisulfide, ligand, characterizeii图表清单图清单图1.1 金属-有机配位聚合物的金属中心 (5)图1.2 组装金属-有机配位聚合物使用的多齿配体 (6)图3.1 配体合成实验装置图 (19)图4.1 实验Pt-02-04配体L的红外谱图 (34)图4.2 实验Pt′-03-04配体L′的红外谱图 (35)图4.3 实验Pt-02-04配体L的能谱分析图 (35)图4.4 实验Pt′-03-04配体L′的能谱分析图 (36)图4.5 均相法合成的Cd(Ⅱ)配位聚合物TEM图（PEG-400, 5%） (37)图4.6 均相法合成的Cd(Ⅱ)配位聚合物TEM图（PEG-400, 2%） (38)图4.7 特殊形貌的Ni(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (39)图4.8 特殊形貌的Co(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (40)图4.9 特殊形貌的Cd(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (40)图4.10 特殊形貌的Cu(Ⅰ)配位聚合物的SEM图 (41)图 4.11 不同温度下所得Cd(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (a)120℃ (b) 150℃ (43)图 4.12不同降温速率下所得Cu(Ⅰ)配位聚合物的SEM图 (a)5℃/h (b)2℃/h (44)图4.13 添加不同的表面活性剂所得产物的SEM图 (45)图4.14添加不同量的表面活性剂所得产物的SEM图 (46)图4.15 Cd(Ⅱ)配位聚合物液态紫外可见图 (47)图4.16 Cd(Ⅱ)配位聚合物的能谱分析图 (48)Ⅱ配位聚合物(A)固态紫外-可见图；(B)吸收系数与光子能图4.17 Cd()量的关系图 (49)表清单表1.1 几个对应金属-有机配位聚合物的基本概念 (4)vi南京航空航天大学硕士学位论文表3.1 实验所用药品 (17)表3.2 合成配体主要药品物性 (18)表3.3 仪器及设备 (19)表3.4 以对苯二胺为有机小分子R合成配体 (20)表3.5 以对苯二酚为有机小分子R′合成配体 (21)表3.6 均相法合成配位聚合物的实验结果 (23)表3.7 溶剂热合成配位聚合物的实验结果 (24)vii承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究
有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究金鹿江;杭建忠;孙小英;王小芬;施利毅【摘要】以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,y-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂.采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂.研究了水解单体和用水量对涂层性能的影响.结果表明:当水与水解单体物质的量比为4∶1时,杂化涂层附着力为1级,硬度为4H,耐盐雾时间达到360 h.电化学测试表明,在低频区杂化涂层阻抗值可达105 Ω·cm2,比铝合金裸板阻抗值高出2个数量级.表现出良好的防腐蚀性.热重分析显示,杂化树脂具有优异的热稳定性能.利用红外光谱与核磁共振分析了杂化涂层的组成和结构;同时,探讨了溶胶-凝胶杂化涂层的反应机理.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)005【总页数】7页(P18-24)【关键词】溶胶-凝胶;杂化涂层;耐盐雾;电化学;反应机理【作者】金鹿江;杭建忠;孙小英;王小芬;施利毅【作者单位】上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444【正文语种】中文【中图分类】TQ635.2基于溶胶－凝胶（sol－gel）技术的有机－无机杂化涂层是一种新兴的功能材料，近年来引起研究者的广泛关注［1－4］。
该材料通常以有机硅氧烷为前驱体，在低温条件下经水解缩合反应制备，杂化材料中有机相与无机相通过化学键相结合，形成高度交联的网状结构，它兼具高分子聚合物和无机材料特点，具有良好的力学性能。
研究表明，有机－无机杂化涂层可与铝合金界面形成Si—O—Al化学键，能有效增强涂层附着力和耐腐蚀能力，杂化涂层材料制备工艺及应用对环境友好，是理想的可有效替代铬酸盐氧化膜的环保材料。
聚苯硫醚分离膜材料研究进展
Vol.40 No.6Dec.2020第40卷第6期2020年12月膜科学与技术MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGY聚苯硫瞇分离膜材料研究进展张伟元X 高 原2,张马亮2,李振环2$!•冀中能源峰峰集团有限公司，邯郸0560012.天津工业大学材料科学与工程学院,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387)摘要：针对分离膜用PPS 树脂合成及改性、PPS 分离膜制备方法和PPS 分离膜改性及应用等 方面进行了阐述，分析了目前PPS 分离膜的研究进展，指出了现存的问题，展望了 PPS 分离膜的发展前景和未来发展方向.关键词：聚苯硫瞇分离膜；热致相成形技术；熔融拉伸技术；熔喷技术；膜过滤中图分类号：O631文献标志码：A 文章编号：1007-8924(2020)06012706doi： 10. 16159%. cnki. issnl007-8924. 2020. 06. 018膜分离技术是一门新型高效分离、浓缩、提纯和 净化技术，已广泛应用于能源、石油化工、医药卫生、 环境、轻工和冶金等领域•随着膜分离技术的发展,膜材料也由纤维素扩展到聚1、聚醞1、聚酰胺、聚 酰亚胺和聚偏氟乙烯等高分子材料,然而，常规膜材 料在许多情况下无法满足高温腐蚀性液体或气体浓缩和分离的需要，因而研究和开发耐高温、耐有机溶 剂、耐酸碱和耐氧化等类型膜分离技术已成为膜科 学技术的重要研究方向，也成为高分子材料科学与 工程领域的研究热点&1—3' •同时，将非常规条件下的 膜分离技术应用于该类废液和废气处理，被认为是环境治理和节能减排的有效手段.近年来，随着过程工业的发展，一些苛刻环境下 的分离问题集中凸显，如医药、能源、石化、冶炼等领域的废弃溶剂、高浓污水、高温尾气、腐蚀性固废等 已成为行业持续发展的瓶颈，对生命健康和环境质 量也造成了巨大的危害•因此，迫切需要将先进的过 滤分离与阻隔防护技术用于工业分离、水处理、空气净化、资源回收、电子电器阻隔及个体防护等领 域&一6'.聚苯硫醞(PPS)是迄今为止性价比最高的特种工程塑料，也是八大宇航材料之一，与聚醞醞酮、聚 酰亚胺、聚芳酯、聚1以及液晶聚合物合称为六大特 种工程塑料.其具有良好的耐热性,分解温度大于450 C,长期使用温度在200 C 左右,短期内能承受 260 C 的高温.同时,PPS 还具有优异的耐化学腐蚀 性，在200 C 下几乎没有溶剂能将其溶解，除氧化性 酸之外,PPS 几乎能耐所有酸、碱、高浓度盐溶液的腐蚀&7-9'. PPS 可在强酸、强碱和高温环境中长期使 用：8—9],开发PPS 基分离膜具有以下优势:①实现 对腐蚀性有机溶剂的直接处理;②实现强酸性或强碱性流体直接分离;③实现高温过滤，以提高膜通 量和降低膜污染等.同时，PPS 多孔膜可截留空气和液体中的悬浮颗粒、尘埃、细菌、真菌，在反渗透、 透析、超滤和气体分离等方面也有广泛的应用价 值W收稿日期：20200606；修改稿收到日期：20200 707基金项目：国家自然科学基金(21878231);冀中能源峰峰集团委托项目(028098)；天津市自然科学重点项目(2019JCJDJC37300)第一作者简介：张伟元(1967-),男，河北保定人，本科，高级工程师，研究方向为煤化工,E-mail ;1337441561@qq. com.$ 通讯作者，E-mail : lizhenhuan@tiangong. edu. cm ； zhenhuanlil975@aliyum com引用本文：张伟元，高 原,张马亮，等•聚苯硫醸分离膜材料研究进展[J 1膜科学与技术,2020,40(6):127 — 132.Citation ： Zhang W Y, Gao Y, Zhang M L eal Research progress of polyphemyleme sulfide separation membrane materi-als &J ''MembraneScienceandTechnology (Chinese #，2020，40(6#：127—132'-128-膜科学与技术第40卷1PPS分离膜用树脂合成与改性研究进展尽管国内外在PPS分离膜领域进行了研究,然而目前制备的pps分离膜材料难以满足气-液分离的需要，导致有关pps“膜工业应用”的报道甚少•原因是:①国内外长纤维用和膜用树脂中pps相对分子质量分布范围宽，含有过多低分子量PPS和非线性树脂,树脂脆性大、韧性低，导致PPS成膜性不好;②至今未发现良溶剂，且PPS黏流活化能大和结晶温度高,导致膜结构难以有效调控;③不耐氧化,玻璃化转变温度偏低（90°C）.近10年来，天津工业大学与天津石化合作,研究了PPS链增长受限机理，原位检测了聚合反应进程，剖析了主反应和副反应竞争机制,实现了树脂结构的精准调控，剖析了 聚合体系内PPS的形态变迁过程，在相分离剂的协助下，实现了低聚物与高聚物的分离,制备了分离膜用、纤维用和熔喷用PPS树脂&10'.LI等口1-1?'和Zhang等&13-14'通过石墨烯、碳纳米管、足球烯和层状蒙脱土等调控了PPS的分子间作用力，提高了PPS的热力学、耐氧化和抗静电等性能，解析了添加物与PPS之间的界面作用途径•此外，利用1,3-二氯苯和1,3,5-三氯苯等精准调控了PPS相对分子质量分布范围、平均分子量大小、分子线性度和分子螺旋度等,进一步提升了PPS材料的成膜性能.然而,PPS树脂熔融温度（熔程）在280〜300C之间，即使在己内酰胺、N-甲基毗咯烷酮、a-氯茶和二苯甲酮等溶剂中也要在210C以上才能溶解，而且PPS分子链越长和线性度越低，其溶解所需温度越高，导致较大分子量的PPS很难溶解，在稀释剂中仍以胶态存在，不利于膜力学性能的提高和连续通道结构的形成•尽管提高溶解温度，使其接近或超过熔融温度,能促进PPS溶解,但长链PPS 分子高温下容易断裂，不利于制备具有较高力学性能的PPS膜材料.此外,PPS是半结晶性聚合物，分子之间只存在非键作用力（兀-兀作用和色散作用），黏流活化能高，树脂的熔融（或溶解）和结晶（或析出）对温度非常敏感，因此未改性的PPS树脂成膜过程难以调控•为此，未来为实现高品质PPS分离膜的备和应用，需在膜用结构和膜工艺优化领域开展系统工作，即：①调控PPS中的芳环结构或硫形态,制备聚芳硫醞新材料，调控分子链间的作用方式,改善溶解性能和结晶性能等;②研究材料结构对成膜过程、膜结构和膜性能的影响机制，剖析聚合物/稀释剂中液-液（L-L）分相和固-液（S-L）分相的决定性因素;③调控新型PPS改性树脂与稀释剂之间的相互作用参数,抑制树脂分子间强兀-兀作用等，促进低温溶解;④引入结构调控剂，调控树脂析出和结晶,研究可控分相途径.2PPS分离膜的成形研究进展自20世纪70年代起，日本率先开展了PPS分离膜制备的研究，并取得了一定的成果口5'.随后欧美国家也采用PPS为膜材料制备复合膜，且制备了用于特殊分离体系的气体分离膜•我国在PPS相关领域研究较晚,20世纪末天津工业大学&1—3'采用高温熔融纺丝，后热拉伸定型法制备了PPS中空纤维膜，并通过水通量测试发现存在贯通性孔道，但PPS 纤维膜孔隙率不高导致其水通量不高，且表面开孔不均匀•然而，常规的成膜方法在制备PPS膜时并不适用，因为低温下难以找到溶解PPS的溶剂.沈剑辉等采用PPS树脂与复合致孔剂混合均匀后,与超临界二氧化碳在挤出机内熔融共混并中空挤出，经过拉伸牵引和冷却定型处理得到大通量的PPS中空纤维膜，该方法经济环保,但表面开孔不均.近年来研究发现,热致相分离法（TIPS）是PPS 膜材料成型的重要手段，对比于熔融纺丝-拉伸法制备的分离膜内部能形成更多的连续贯穿孔，表面孔密度和孔隙率也有较大提升,更具实际应用价值. Zheng等&17'运用6种单一稀释剂来制备PPS膜，铸膜液中相分离主要以S-L或L-L分离的方式进行;不同的淬冷温度对PPS膜的表面结构与通量水平也会产生影响.Ding等口8'用二苯甲酮（DPK）或二苯l（DPS）作为稀释剂制备PPS膜，通过“旋节线分解”途径制备了枝状结构的PPS膜;通过成核-增长途径制备了开放或半开放的胞状孔结构膜;通过调整铸膜液中PPS的浓度，改变相图中“双节线”的位置或通过改变冷却速率，调控了PPS膜的结构与孔径•天津工业大学王丽华丽用自制的纺丝机进行熔融纺丝，制备了PPS中空纤维微滤膜，研究了纺丝温度、纺丝速度和氮气通量等对PPS中空纤维膜成型的影响;然后又用二苯甲酮与二苯瞇作为混合稀释剂制备了PPS膜材料，通过改变两种稀释剂之间的配比，改变“双节线”的温度，进而控制PPS 相分离与粗化过程，导致不同枝状结构的产生•第6期张伟元等：聚苯硫醸分离膜材料研究进展-129-Wang等采用二元与三元“PPS/稀释剂”体系制备了PPS微孔膜，解析了PPS与稀释剂之间的相互作用参数（利用PPS与稀释剂之间的溶解度参数计算）；并基于Flory热力学相平衡理论，结合相分离动力学观点，阐述了二元和多元体系中PPS相分离及其成膜机制，探索了成膜条件与膜结构演化的内在关联;研究了强酸，强碱和强极性有机溶剂对PPS 膜结构和性能的影响，同时证明了PPS膜适合在极端环境中长期应用.3PPS分离膜的改性研究进展鉴于PPS亲水性较差（水接触角120。
纤维增强CFPPPS复合材料的制备与性能表征
塑料工业ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ第４９卷第３期２０２１年３月纤维增强ＣＦＰ/ＰＰＳ复合材料的制备与性能表征李继涛ꎬ王㊀淼ꎬ邵宝刚ꎬ相鹏伟∗(中材科技(苏州)有限公司ꎬ江苏苏州２１５０２１)㊀㊀摘要:以碳纤维(ＣＦ)和碳纤维粉末(ＣＦＰ)为导电基体ꎬ制备出导电聚苯硫醚(ＰＰＳ)复合材料ꎮ研究了复合材料的形貌㊁导电及力学性能ꎮ结果表明ꎬＣＦＰ能很好地分散在ＰＰＳ复合材料内部ꎬ复合材料的表面电阻可达到１０３Ωꎮ同纯ＰＰＳ复合材料相比ꎬ导电性能增加了四个数量级ꎻ一定范围内的ＣＦＰ可以提高ＰＰＳ复合材料的拉伸强度和冲击强度ꎻＣＦＰ含量过多时ꎬ复合材料内部因发生团聚而力学性能下降ꎮ关键词:碳纤维粉末ꎻ导电基体ꎻ聚苯硫醚ꎻ复合材料ꎻ形貌ꎻ力学性能中图分类号:ＴＱ３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－５７７０(２０２１)０３－００５０－０４ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２１ ０３ ０１０开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣＦＰ/ＰＰＳＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＬＩＪｉ￣ｔａｏꎬＷＡＮＧＭｉａｏꎬＳＨＡＯＢａｏ￣ｇａｎｇꎬＸＩＡＮＧＰｅｎｇ￣ｗｅｉ(ＳｉｎｏｍａＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(Ｓｕｚｈｏｕ)Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｕｚｈｏｕ２１５０２１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ(ＰＰＳ)ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｕｓｉｎｇｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ(ＣＦ)ａｎｄｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｏｗｄｅｒ(ＣＦＰ).Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎬｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｏｗｄｅｒｃａｎｂｅｗｅｌｌｄｉｓｐｅｒｓｅｄｉｎｔｈｅＰＰＳｍａｔｒｉｘꎬａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｎｒｅａｃｈ１０３Ω.ＣｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｎｅａｔＰＰＳꎬｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙｆｏｕｒｏｒｄｅｒｓｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅ.ＴｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｉｍｐａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＰＰＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｄｉｎｇａｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｏｗｄｅｒ.Ｗｈｅｎｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｏｗｄｅｒｉｓｔｏｏｍｕｃｈꎬｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｕｌｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＰｏｗｄｅｒꎻＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＭａｔｒｉｘꎻＰｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅꎻＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎻＭｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎻＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ聚苯硫醚(ＰＰＳ)是全球六大通用工程塑料之一ꎬ也是全球第一大特种工程塑料[１]ꎮ作为一种有机高分子聚合物ꎬＰＰＳ的机械性能优异ꎬ但不具备导电能力ꎬ需要加入一些导电填料对ＰＰＳ进行改性ꎬ从而使复合材料具备一定的导电性能ꎬ常用的导电材料有碳纤维㊁导电炭黑㊁石墨烯㊁碳纳米管和金属粉末等[２－３]ꎮ袁霞等[４]研究了不同含量碳纳米管和碳纤维填料对ＰＰＳ复合材料力学性能和电导率的影响ꎬ研究得出:在ＰＰＳ中添加２０％的碳纤维(ＣＦ)和１５％的碳纳米管(ＣＮＴｓ)时ꎬ复合材料的力学性能和导电性能最优ꎻ吴兰峰等[５]采用熔融共混的方式制备了ＰＰＳ/ＣＮＴｓ复合材料ꎬ在添加少量的ＣＮＴｓ时ꎬＣＮＴｓ可以在复合材料内部形成导电逾渗网络ꎬ给电子建立起导电传输通路ꎬ从而增加复合材料的导电性能ꎬ而增加ＣＮＴｓ的填充比例后ꎬＣＮＴｓ发生微观聚集和应力传递矛盾导致复合材料的力学性能下降ꎮＣＦ在提升复合材料导电性能的同时ꎬ也可以提升复合材料的力学性能和降低摩擦系数ꎮ然而ꎬＣＦ的表面呈惰性且少量的ＣＦ同ＰＰＳ复合改性后ꎬＣＦ的粒径依然较长ꎬ无法在复合材料的内部形成导电逾渗网络ꎬ导电效果并不理想ꎮ本文选用碳纤维粉末(ＣＦＰ)和ＣＦ作导电填料ꎬ制备ＰＰＳ复合材料ꎬ在提升复合材料导电性能的同时ꎬ更具有良好的力学性能ꎮ１㊀实验部分１ １㊀原辅材料ＰＰＳ:注塑级ꎬ浙江新和成特种材料有限公司ꎻ玻璃纤维:Ｔ４４３Ｒꎬ泰山玻璃纤维有限公司ꎻ碳纤维短切:４~８ｍｍꎬ中复神鹰碳纤维有限责任公司ꎻ碳纤维粉末:２００~５００目ꎬ东丽(ＴＯＲＡＹ)株式会社ꎮ１ ２㊀设备与仪器双螺杆挤出机:ＴＤＳ－３０Ｂꎬ诺达鑫业挤出设备０５ ∗通信作者:相鹏伟ꎬ男ꎬ硕士ꎬ高工ꎬ主要从事高性能材料及其改性等研究ꎮｘｐｗ＠ｓｉｎｏｍａｔｅｃｈ ｃｏｍ作者简介:李继涛ꎬ男ꎬ硕士ꎬ主要从事热塑性复合材料等研究ꎮｌｉｊｔ＠ｓｉｎｏｍａｔｅｃｈ ｃｏｍ第４９卷第３期李继涛ꎬ等:纤维增强ＣＦＰ/ＰＰＳ复合材料的制备与性能表征有限公司ꎻ注射成型机:ＥＭ８０－Ｖꎬ震雄注塑(深圳)有限公司ꎻ高速混合机:ＳＲＬ－１００ꎬ张家港鑫达机械有限公司ꎻ鼓风干燥机:ＷＧＬＬ－６５ＢＥꎬ天津泰斯特仪器有限公司ꎻ扫描电子显微镜:Ｑｕａｎｔａ２００ＦＥＧꎬ美国Ｆｅｉ公司ꎻ电子万能试验机:ＵＴＭ６１４０ꎬ深圳三思纵横科技股份有限公司ꎻ摆锤式冲击试验机:ＰＴＭ２０００－１１Ｊꎬ深圳三思纵横科技股份有限公司ꎻ缺口制样机:ＱＴＭ１０００ꎬ深圳三思纵横科技股份有限公司ꎻ表面电阻测试仪:ＤＳＬＳ－３８５ꎬ深圳市福田区万华城电子商行ꎮ１ ３㊀复合材料的制备各组试样配方如表１所示ꎮ将称取好的ＰＰＳ㊁ＣＦＰ等材料一起加入到高速混合机中搅拌均匀ꎬ然后将混料投入到双螺杆挤出机的主喂料中ꎬ玻璃纤维(ＧＦ)投入到侧位料１中ꎬＣＦ投入到侧位料２中ꎬ用双螺杆挤出机挤出造粒ꎮ挤出机各段温度设置如下:一段２６５ħ㊁二段２７０ħ㊁三段２７５ħ㊁四段２８０ħꎬ五段２８５ħꎬ六段２９０ħꎬ七段２９５ħ㊁八段２９５ħ㊁九段２９０ħ㊁换网２９０ħ和机头２９５ħꎬ主螺杆转速:３５０ｒ/ｍｉｎꎮ样品制备完成后１１０ħ下干燥４ｈ注塑试样ꎬ注射机各段温度采用一段２９０ħ㊁二段３００ħ㊁三段３１５ħꎬ注射压力３ ５ＭＰａꎬ保压压力４ＭＰａꎬ保压时间８ｓꎬ冷却时间１０ｓꎮ表１㊀实验材料的配比Ｔａｂ１㊀Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ配方编号ＰＰＳ质量分数/％ＣＦＰ质量分数/％ＣＦ质量分数/％ＧＦ质量分数/％１７００１０２０２６５５１０２０３６０１０１０２０４５５１５１０２０１ ４㊀性能测试拉伸性能按照ＧＢ/Ｔ１０４０ ３ ２００６进行ꎬ拉伸速度５０ｍｍ/ｍｉｎꎻ冲击样条按照ＧＢ/Ｔ１０４３ ２００８进行ꎬＡ型缺口ꎻ悬臂梁缺口冲击强度按照ＧＢ/Ｔ１８４３ ２００８进行ꎬ摆锤能量５ ５Ｊꎻ扫描电镜:冲击断裂面喷金处理ꎬ放置电镜下观察ꎻ导电性能:采用表面电阻测试仪测试冲击样条的表面电阻ꎮ２㊀结果与讨论２ １㊀ＣＦＰ含量对ＰＰＳ复合材料力学性能的影响对不同ＣＦＰ含量的ＰＰＳ复合材料进行力学性能表征ꎬ测试结果如图１ꎮ从图１可知ꎬ在不加ＣＦＰ的情况下ꎬ复合材料的拉伸强度为１２０ＭＰａꎬ加入ＣＦＰ后ꎬ复合材料的拉伸性能得到急剧增强ꎬ在加入５％的ＣＦＰ时ꎬ复合材料的拉伸性能达到１３６ＭＰａꎬ而在ＣＦＰ添加量为１０％时ꎬ复合材料的拉伸性能达到最大值１５３ＭＰａꎬ比不加ＣＦＰ时提升了约２８％的拉伸强度ꎬ继续增加ＣＦＰ的添加含量ꎬ复合材料的拉伸性能不升反降ꎬ拉伸强度为１２７ＭＰａꎬ但仍高于未加入ＣＦＰ时复合材料的拉伸强度ꎬ因此ꎬＣＦＰ能有效地增强ＰＰＳ复合材料拉伸强度ꎮＣＦＰ增强ＰＰＳ复合材料ꎬ其主要作用是起到 填充 与 桥接 作用ꎬＣＦ的表面通常呈惰性且具有一定的粒径长度ꎬ与ＰＰＳ混炼后ꎬ二者并不能紧密地包覆在一起ꎬＣＦＰ是由ＣＦ磨粉而来ꎬ二者具有相同的上浆剂ꎬ可以很好的黏连在一起ꎬ同时ꎬＣＦＰ的目数较小ꎬ能填充在ＰＰＳ和填料之间ꎬ从而使ＰＰＳ和填料包覆得更加紧密ꎬ以致提升ＰＰＳ复合材料的拉伸强度ꎮ图１㊀ＣＦＰ含量对ＰＰＳ复合材料力学性能的影响Ｆｉｇ１㊀ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＣＦＰｃｏｎｔｅｎｔｓｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＰＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ在不加入ＣＦＰ时ꎬＰＰＳ复合材料的缺口冲击强度约为３ ５ｋＪ/ｍ２ꎬ加入ＣＦＰ后ꎬ复合材料的缺口冲击强度先升后降ꎬ在添加１０％的ＣＦＰ时ꎬＰＰＳ复合材料的缺口冲击达到最大５ ４ｋＪ/ｍ２ꎬ与ＰＰＳ复合材料拉伸性能的变化趋势相一致ꎬ由此证明ꎬ在１０％的ＣＦＰ添加量时ꎬＰＰＳ内部间各种填料的比例最佳ꎮＣＦＰ在ＰＰＳ复合材料中只具备少量的抗冲击作用ꎬ其主要优势在于ＣＦＰ能将ＰＰＳ和ＣＦ紧密地黏连起来ꎬ当受到外力冲击时ꎬ外力能及时被传导给ＣＦ和ＰＰＳ其他填料上ꎬ从而提升ＰＰＳ复合材料的冲击强度ꎬ当ＰＰＳ复合材料内部包覆得越紧密时ꎬＰＰＳ复合材料的抗冲击性能越好ꎮ图２为不同ＣＦＰ含量的ＰＰＳ复合材料的弯曲强度图ꎮ从图可知ꎬＰＰＳ复合材料的弯曲强度随ＣＦＰ含量增加呈现先增后降的趋势ꎬ在１０％的ＣＦＰ含量时ꎬ复合材料的弯曲性能最佳ꎮＰＰＳ复合材料的弯曲强度之所以得到增强ꎬ其原因是ＣＦＰ填补ＰＰＳ和填料间细小的缝隙ꎬ使ＰＰＳ复合材料间的填料彼此黏连在一起ꎬ从而起到填补补强的作用ꎮ当ＣＦＰ含量过高１５塑㊀料㊀工㊀业２０２１年㊀㊀时ꎬＣＦＰ在复合材料内部发生堆积ꎬ影响填料间的分散ꎬ使填料间排列杂乱无章ꎬ从而增强效果降低ꎮ图２㊀ＣＦＰ含量对ＰＰＳ复合材料弯曲强度的影响Ｆｉｇ２㊀ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＣＦＰｃｏｎｔｅｎｔｓｏｎｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＰＰＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ２ ２㊀ＣＦＰ含量对ＰＰＳ复合材料界面的影响选取有缺口冲击后样条的截面ꎬ对添加不同含量的ＣＦＰ/ＰＰＳ复合材料进行ＳＥＭ表征分析ꎬ结果如图３ꎮ在图３ａ中ꎬ不加ＣＦＰ时ꎬＰＰＳ复合材料界面间填料的取向基本一致ꎬ当材料受到冲击时ꎬ填料被大量拔出而留下孔洞ꎮ在添加５％(图３ｂ)㊁１０％(图３ｃ)或１５％(图３ｄ)的ＣＦＰ时ꎬＰＰＳ复合材料界面间填料的取向逐渐出现混乱ꎬ含量越大ꎬ取向越乱ꎬ在１５％的添加量时ꎬＰＰＳ复合材料间填料间的取向趋于无序状态ꎮＣＦＰ能填补ＰＰＳ和填料间的缝隙ꎬ使ＰＰＳ与填料黏连在一起ꎬ当含量过高时ꎬＣＦＰ在ＰＰＳ复合材料内部受到堆积ꎬ从而挤压周围的填料ꎬ导致填料间的取向呈现混乱状态ꎮ图３ｂ~ｄ的截面ＳＥＭ中ꎬ孔洞数量少于图３ａꎬ说明ＣＦＰ的添加ꎬ可以提升ＰＰＳ复合材料的力学性能ꎬ这与之前力学结果分析的一致ꎮａ－ＣＦＰ/ＰＰＳ(０/１００)复合材料ｂ－ＣＦＰ/ＰＰＳ(５/９５)复合材料ｃ－ＣＦＰ/ＰＰＳ(１０/９０)复合材料ｄ￣ＣＦＰ/ＰＰＳ(１５/８５)复合材料图３㊀不同ＣＦＰ含量的ＰＰＳ复合材料ＳＥＭ图Ｆｉｇ３㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＰＰＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣＦＰｃｏｎｔｅｎｔｓ２ ３㊀ＣＦＰ含量对ＰＰＳ复合材料导电性能的影响表２㊀ＣＦＰ含量对ＰＰＳ复合材料导电性能的影响Ｔａｂ２㊀ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＣＦＰｃｏｎｔｅｎｔｓｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰＰＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ材料ＣＦＰ/ＰＰＳ(０/１００)ＣＦＰ/ＰＰＳ(５/９５)ＣＦＰ/ＰＰＳ(１０/９０)ＣＦＰ/ＰＰＳ(１５/８５)表面电阻/Ω１０７１０５１０４１０３表２是不同ＣＦＰ含量下ＰＰＳ复合材料冲击样条的表面电阻测试数据ꎮ不加入ＣＦＰ时ꎬＰＰＳ复合材料的表面电阻为１０７Ωꎬ导电介质主要是ＣＦꎬ当加入５％的ＣＦＰ时ꎬＰＰＳ复合材料的表面电阻为１０５Ωꎬ提升了两个数量级ꎬ添加１０％的ＣＦＰ时ꎬ表面电阻为１０４Ωꎬ添加１５％的ＣＦＰ时ꎬ表面电阻最大为１０３Ωꎬ随ＣＦＰ含量的增加ꎬＰＰＳ复合材料的表面电阻呈线性增加ꎮＣＦＰ在ＰＰＳ复合材料中除本身起到一定的导电作用外ꎬＣＦＰ在ＰＰＳ复合材料内部间还起到 导电桥接 作用ꎬ为ＰＰＳ和ＣＦ间形成导电网络通路ꎬ从而大幅度地提升ＰＰＳ复合材料的导电性能ꎮ３㊀结论１)ＣＦＰ可以提升ＰＰＳ复合材料的力学性能ꎮ在ＣＦＰ添加量为１０％时ꎬＰＰＳ复合材料的整体力学性能最佳ꎮ２)ＣＦＰ可以填补ＰＰＳ复合材料同其他填料间的缝隙ꎬ从而影响ＰＰＳ复合材料内部填料的取向ꎮ３)ＣＦＰ可以在ＰＰＳ复合材料内部起到 导电桥接 作用ꎬ为ＰＰＳ复合材料内部形成导电通路ꎬ从２５第４９卷第３期李继涛ꎬ等:纤维增强ＣＦＰ/ＰＰＳ复合材料的制备与性能表征而大幅度地提升ＰＰＳ复合材料的导电性能ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]徐俊怡ꎬ刘钊ꎬ洪瑞ꎬ等.聚苯硫醚的产业发展概况与复合改性进展[Ｊ].中国材料进展ꎬ２０１５ꎬ３４(１２):８８３－８８９.ＸＵＪＹꎬＬＩＵＺꎬＨＯＮＧＲꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙｄｅ￣ｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｉｎａꎬ２０１５ꎬ３４(１２):２１－２５. [２]陈新ꎬ侯灿淑ꎬ陈永荣ꎬ等.导电性聚苯硫醚的研究进展[Ｊ].塑料工业ꎬ１９９４(１):５３－５６.ＣＨＥＮＸꎬＨＯＵＣＳꎬＣＨＥＮＹＲꎬｅｔａｌ.ＴｈｅＡｄｖａｎｃｅｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰＰＳ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ１９９４(１):５３－５６.[３]曹轶ꎬ杨家操ꎬ王孝军ꎬ等.具有隔离结构的聚苯硫醚/石墨烯纳米片复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究[Ｊ].中国塑料ꎬ２０１９(８):１－５.ＣＡＯＹꎬＹＡＮＧＪＣꎬＷＡＮＧＸＪꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｏｌｙ￣ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ/ｇｒａｐｈｅｎｅｎａｎｏｐｌａｔｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｔｈｓｅｇ￣ｒｅｇａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓꎬ２０１９(８):１－５. [４]袁霞ꎬ孙义红ꎬ安玉良ꎬ等.碳纳米管/碳纤维增强聚苯硫醚复合材料研究[Ｊ].化学与粘合ꎬ２０１５ꎬ３７(１):１１－１４.ＹＵＡＮＸꎬＳＵＮＹＨꎬＡＮＹＬꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｎｈａｎｃｅｄｂｙＣＮＴｓ/ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＡｄｈｅｓｉｏｎꎬ２０１５ꎬ３７(１):１１－１４.[５]吴兰峰ꎬ吴德峰ꎬ张明.聚苯硫醚/碳纳米管复合材料的导电和力学性能[Ｊ].高分子材料科学与工程ꎬ２００９ꎬ２５(８):３６－３９.ＷＵＬＦꎬＷＵＤＦꎬＺＨＡＮＧＭ.Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙ(ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ)/ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒ￣ｉｎｇꎬ２００９ꎬ２５(８):３６－３９.(本文于２０２０－１１－３０收到)㊀(上接第２２页)[４０]ＹＥＷＹꎬＬＩＵＨＷꎬＪＩＡＮＧＭꎬｅｔａｌ.Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｍａｎ￣ａｇｅｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｆｉｌｌｌｅａｃｈａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｔｈｒｏｕｇｈｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｈｕｍｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅａｓｌｉｑｕｉｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｂｙｌｏｏｓｅｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＷａｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１９ꎬ１５７(１５):５５５－５６３. [４１]ＬＡＢＢＡＮＯꎬＬＩＵＣꎬＣＨＯＮＧＴＨꎬｅｔａｌ.Ｒｅｌａｔｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｏｄｅｌｉｎｇｔｏｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ:Ｎａｖｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ￣ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｔｒａｄｅ￣ｏｆｆｉｎｄｅｓａｌｉｎａ￣ｔｉｏｎｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１８(１５)ꎬ５５４:２６－３８.(本文于２０２０－１１－１２收到)㊀(上接第３１页)ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ￣ａｓｓｉｓｔｅｄｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１６ꎬ３７(２５):３２－４１.[３０]ＺＨＡＮＧＨＹꎬＬＩＷꎬＪＩＮＹＨꎬｅｔａｌ.Ｒｕ￣Ｃｏ(ＩＩＩ)￣Ｃｕ(ＩＩ)/ＳＡＣｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒａｃｅｔｙｌｅｎｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣａｔａｌｙｓｉｓＢＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌꎬ２０１６ꎬ１８９:５６－６４. [３１]ＷＡＮＧＬꎬＳＨＥＮＢＸꎬＺＨＡＯＪＧꎬｅｔａｌ.ＴｒｉｍｅｔａｌｌｉｃＡｕ￣Ｃｕ￣Ｋ/ＡＣｆｏｒａｃｅｔｙｌｅｎｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｃａｎａ￣ｄｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１７ꎬ９５(６):１０６９－１０７５.[３２]代斌ꎬ张海洋ꎬ王绪根ꎬ等.一种乙炔氢氯化合成氯乙烯的Ａｕ￣Ｃｏ￣Ｃｕ催化剂及制备方法:２０１１１０１３４６０９ ４[Ｐ].２０１２－１１－２８.ＤＡＩＢꎬＺＨＡＮＧＨＹꎬＷＡＮＧＸＧꎬｅｔａｌ.Ａｕ￣Ｃｏ￣Ｃｕｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒａｃｅｔｙｌｅｎｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ:ＣＮ２０１１１０１３４６０９ ４[Ｐ].２０１２－１１－２８.[３３]程党国ꎬ刘建楠ꎬ陈丰秋ꎬ等.一种用于乙炔氢氯化的Ｐｔ￣Ｃｕ催化剂及其制备方法:２０１３１０１２４７０６ ４[Ｐ].２０１３－０７－１０.ＣＨＥＮＧＤＧꎬＬＩＵＪＮꎬＣＨＥＮＦＱꎬｅｔａｌ.Ｐｔ￣Ｃｕｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｏｆａｃｅｔｙｌｅｎｅａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ:ＣＮ２０１３１０１２４７０６ ４[Ｐ].２０１３－０７－１０. [３４]盛伟ꎬ刘秉言ꎬ郑琳.乙炔氢氯化合成氯乙烯的Ｒｕ￣Ｎｉ￣Ｃｕ催化剂:２０１２１０３０７８１６ Ｘ[Ｐ].２０１５－１０－０９.ＳＨＥＮＧＷꎬＬＩＵＢＹꎬＺＨＥＮＧＬꎬｅｔａｌ.Ｒｕ￣Ｎｉ￣Ｃｕｃａｔ￣ａｌｙｓｔｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｏｆａｃｅｔｙｌｅｎｅｔｏｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ:ＣＮ２０１２１０３０７８１６ Ｘ[Ｐ].２０１５－１０－０９. [３５]张金利ꎬ盛伟ꎬ李韡ꎬ等.乙炔氢氯化合成氯乙烯的Ｒｕ￣Ｐｔ￣Ｃｕ催化剂:２０１２１０３０７７８０ ５[Ｐ].２０１５－１２－０２.ＺＨＡＮＧＪＬꎬＳＨＥＮＧＷꎬＬＩＷꎬｅｔａｌ.Ｒｕ￣Ｐｔ￣Ｃｕｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅｆｒｏｍａｃｅｔｙｌｅｎｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ:ＣＮ２０１２１０３０７７８０ ５[Ｐ].２０１５－１２－０２.[３６]盛伟ꎬ刘秉言ꎬ郑琳.等.乙炔氢氯化合成氯乙烯的Ｒｕ￣Ｃｏ￣Ｃｕ催化剂:２０１２１０３０５８２０ ２[Ｐ].２０１６－０１－０６.ＳＨＥＮＧＷꎬＬＩＵＢＹꎬＺＨＥＮＧＬꎬｅｔａｌ.Ｒｕ￣Ｃｏ￣Ｃｕｃａｔ￣ａｌｙｓｔｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｏｆａｃｅｔｙｌｅｎｅｔｏｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ:ＣＮ２０１２１０３０５８２０ ２[Ｐ].２０１６－０１－０６.(本文于２０２０－１１－１２收到)３５。
聚苯硫醚的合成及其应用研究进展
聚苯硫醚的合成及其应用研究进展李小东; 陈智; 巨婷婷【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)019【总页数】3页(P17-18,21)【关键词】聚苯硫醚; 合成; 应用; 研究进展【作者】李小东; 陈智; 巨婷婷【作者单位】兰州理工大学技术工程学院甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】O62聚苯硫醚(PPS)俗称为“塑料黄金”，是属于聚芳硫醚(PAS)中应用广泛且最重要的一个树脂种类，即热塑性树脂[1]。
PPS与聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)以及液晶聚合物(LCP)一起被称为6大特种工程塑料，同时也是8大宇航材料之一[2]。
PPS由亚苯基环和硫交替连接构成，其为白色或米白色的一种硬而脆的高结晶(可达60%～80%)聚合物，有优异的耐化学腐蚀性、优良的机械性能、良好的热稳定性及高性价比的半结晶型高性能热塑性材料，广泛应用于环保、汽车、电子、机械、化工、制药等等领域。
1 PPS的合成方法PPS最早的合成自1888年就已经出现了，然而到1897年，才由法国的Genvresse进行弗-克催化法首次提出了聚苯硫醚。
直到1948年，Macullum法的成功对之后的PPS工业化的合成发展做出了重要的指导意义。
而真正意义上的PPS工业化技术生产直到1967年由美国的菲利浦斯石油公司进行开发的硫化钠法(又称Phillips法)于1973年全面化才正式实现的[1,3]。
PPS发展至今开发出来的合成线路有很多，如硫化钠法、硫磺溶液法、Genvresse 法、Macullum法、硫化氢法、氧化聚合法、非晶质PPS合成法、二苯基二硫醚的合成等等，但工业上主要采用硫化钠法和硫磺法来进行PPS的合成。
1.1 硫化钠法硫化钠法是以无水Na2S和p-DCB(对二氯苯)为原料，一定量的碱金属作为助剂及催化剂，在强极性有机溶剂中以高温高压为反应条件通过缩聚反应制备得到线性高分子量的PPS，反应式如下：该方法的反应压力与所选择的强极性有机溶剂有关[4]，国内常采用常压法，是以HMPA(六甲基磷酰三胺)为溶剂，在这种条件下无需耐压设备，但该溶剂所含毒性大(存在致癌风险)而且价格昂贵。
高稳定性卤化物钙钛矿的制备研究进展
68
热注入法合成立方相的铯铅溴化物( CsPbBr 3 ) 钙
更好地控制钙钛矿的结晶过程,形成尺寸在 2 ~ 8
和油酸油胺的混合物溶液中,120 ℃ 条件下保持
溴化铵( MABr) 、溴化铅溶解在 DMF 中,然后将其
钛矿量子点,具体方法是:将溴化铅加入到十八烯
1 h;将碳酸铯加入到十八稀和油酸的混合溶液
当卤化物钙钛矿经历热、光、氧气和极性溶剂等条
合成的钙钛矿的形貌和尺寸难以控制
[9]
。 配体
辅助沉淀法在空气中合成,可以大批量规模化合
成钙钛矿纳米晶
[10]
。 LI X M 等
[11]
率先提出室温
析晶法制备卤化物钙钛矿,将卤化铯( CsX) 和卤
化铅( PbX 2 ) 溶解在二甲基亚砜( DMSO) 或 DMF
等极性溶剂中,加入适量的有机配体油酸或者油
件时, 将面临如下问题:(1)300 ℃ 以下的温度就
会造成有机无机杂化钙钛矿发生分解并产生有机
胺气体,更高的温度(400 ~ 500 ℃ ) 会促使全无机
钙钛矿发生八面体塌缩,这些结构的破坏将导致
其发光强度的降低;( 2) 钙钛矿的光稳定性比较
差,随着光辐照时间的增加会发生明显的团聚,最
为高分 子 材 料 的 制 备 及 性 能。 E-mail: 495111858 @ qq.
com。
基金项目:陕西省教育厅 2020 年度重点科学研究计划项目
(20JS049) 。
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合 成 纤 维 工 业 2023 年第 46 卷
了 CsPbCl 3 纳米晶的稳定性,即使纳米晶在水中
超交联有机聚合物的合成及其吸附性能应用进展
第50卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.50，No. 12 2021年12月 Liaoning Chemical Industry December，2021基金项目： 四川省水产局水产养殖业污染物产量调查（项目编号：80303-AHW013）。
收稿日期： 2021-09-27 作者简介： 李漂洋（1996-），女，四川省成都市人，在读硕士，2022年毕业于成都理工大学化学专业，研究方向：超交联有机聚合物吸附环境中污染物。
通信作者： 胡晓荣（1965-），女，教授，博士，研究方向：环境分析化学方向。
超交联有机聚合物的合成及其吸附性能应用进展李漂洋，饶丹梅，胡晓荣（成都理工大学材料与化学化工学院， 四川 成都 610059）摘 要： 基于傅克烷基化反应合成的超交联有机聚合物因其具有孔径大小易调控、比表面积大、物理化学性质稳定等优点，因而被广泛用于吸附各种物质。
综述了超交联有机聚合物的三种常用合成方法，并总结了超交联有机多孔材料对二氧化碳、水中有机污染物、重金属离子以及复杂基体中污染物的吸附性能最新研究进展。
关 键 词：超交联；有机聚合物；多孔材料；吸附性能中图分类号：TQ424 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2021）12-1830-03多孔材料经历了从无机多孔材料，如沸石分子筛和活性炭；到有机-无机杂化多孔材料，如金属有机骨架化合物（MOFs ）[1]；有机多孔材料，如多孔有机聚合物（POPs ）的演变。
其中POPs 是通过共价键连接而成的聚合物网络，具有较高的比表面积与孔隙率[2]，按其合成方法和结构特点可分为：自具微孔聚合物（PIMs ）[3]，超交联聚合物 ( HCPs)[4]，共价有机网络 (COFs)[5]等。
其中超交联聚合物HCPs 是一类基于傅克烷基化反应制备的新型有机多孔材料，其高度交联的特性使HCPs 的孔径不易坍塌，且具有较高热稳定性。
同时，由于超交联反应选择的芳香单体空间体积小，单体间交联后能显出较多的微孔结构，因而具有巨大的比表面积，具有良好的吸附性能[6]。
聚苯胺复合材料研究进展
聚苯胺复合材料研究进展邓建国1,2,王建华1,龙新平1,彭宇行2(11中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900;21中国科学院成都有机化学研究所,四川成都610041)摘要:综述了聚苯胺P无机物复合材料和聚苯胺P有机高聚物复合材料的合成方法、性能特征,并展望了聚苯胺复合材料的研究、应用前景。
关键词:聚苯胺;复合材料;导电高分子聚苯胺(PANI)具有电导率高、掺杂态和未掺杂的环境稳定性好、易于合成、单体的成本低等优点,被认为是最有实际应用前景的导电聚合物之一,受到了国内外研究人员的广泛关注和研究。
但是,聚苯胺综合力学性能差、不溶于一般的有机溶剂和流变性能不良的缺点使其难于采用传统成型加工方法,这就严重妨碍了其在各个领域的大规模推广应用。
因此,如何改进聚苯胺的加工性能是促进聚苯胺实用化的关键。
近年来,人们为此进行了不懈的努力。
水溶性聚苯胺的探索取得了可喜的进展,由于这一加工问题的解决,聚苯胺能够很容易地制成定向膜或纤维,因而成为最具应用开发前景的导电高分子材料。
另外,通过聚苯胺复合改性技术来克服其加工性差,获得具有多种功能性复合材料、拓展了它的应用领域。
本文简要概述了聚苯胺复合改性技术近几年来的研究进展情况。
根据添加组分的类型不同可分为聚苯胺P无机物复合材料和聚苯胺P有机聚合物复合材料。
1聚苯胺P无机物复合材料根据复合材料中无机物的状态将它分为聚苯胺P金属或非金属复合材料和聚苯胺P无机氧化物复合材料两大类。
111聚苯胺P金属或非金属复合材料钟起铃等[1]报道了PANI P Pd电极可对甲酸进行电催化氧化。
该电极不但对甲酸氧化活性高,而且性能稳定。
Pd微粒与PANI中NH基团的相互作用使二者对甲酸的氧化具有协同作用。
吴伯荣等[2]合成了PANI P C颗粒复合材料,乙炔黑的加入有利于聚合产率和电导率的提高。
该材料具有比纯聚苯胺更高的导电性,可避免直接掺混所导致的乙炔黑、PANI颗粒的各自抱团、分解不均匀的现象。
聚苯硫醚(PPS)纤维(A类基础)
目录
发展和简介 特点与性能 制备 应用
我国的纤维发展
我国对PPS纤维的研究起步于20世纪 90年代初，生产PPS纤维的企业主要分布 在江苏、浙江、四川、辽宁等省市和地 区。国产PPS纤维的品种仍然比较单一， 以 圆 形 截 面 、 线 密 度 为 2.2 ～ 2.7dtex 的 PPS短纤维居多。
应用
3 水泥工业 • 近年来,水泥行业新型干法水泥生产线中窑
头和窑尾采用袋式除尘器的越来越多. 新建 的3 000 t/ d、5 000 t/ d、10 000 t/ d 生产 线的水泥窑大量采用袋式除尘器,PPS 纤维 滤料也大有用武之地.
应用
4 化学品过滤 • PPS 纤维除在环保领域具有广泛而不可缺
制备
聚苯硫醚的合成：
1) Genvresse 路线（弗—克催化路线） 1897年，genvresse 用苯和硫在Friedel-crafts 催化 剂（AlCl3）共热制备得到聚苯硫醚。
该法产率较低(仅为50％～80％)，产物分子量低， 聚合物分子支化，交联度高，含较多二硫杂蒽。
制备
3）对-卤代苯酚盐熔融或液相自缩聚 1959年美国道公司的Lenz 和Handtouits 用对-卤代苯酚
用袋式除尘器的数量巨大. 我国钢产量已超 过3 亿t ,如果按照宝钢应用袋式除尘器的状 况计算,总共需要2 100 万m2 滤料,其中大部 分是化纤滤料. 按照滤袋使用寿命315 年计 算,每年更换滤袋所需的滤料约700 万m2 ,需 要纤维滤毡3 850 t ,也就是说,钢铁工业的袋 式除尘器用量还有较大的扩展余地.
特点与性能
只有浓硫酸和浓硝酸等强氧化剂才能使 PPS纤维发生剧烈的降级。因大分子中硫原 子容易被氧化，所以PPS纤维对氧化剂比较 敏感，耐光性也较差。
聚酰亚胺的研究概况
高分子材料学（论文）题目：聚酰亚胺的研究概况化工学院高分子材料科学与工程专业学号班级材料1102学生姓名指导教师二〇一四年五月聚酰亚胺的研究概况摘要：聚酰亚胺（PI）作为一种综合性能优异的材料，已被广泛的应用。
本文首先对聚酰亚胺的发展历程，国内目前聚酰亚胺的发展状况做了简单介绍。
其次介绍了聚酰亚胺目前比较重要的几种合成方法，着重介绍了聚酰亚胺的性能以及针对其优良的性能聚酰亚胺目前的应用领域。
最后，针对聚酰亚胺存在的缺点，根据国内外一些研究状况，列举了目前比较重要几种改性方向。
通过本文的介绍，可以对聚酰亚胺有一个系统的认识。
关键词：发展历程；合成；性能；应用；改性Abstract: As a comprehensive performance excellent material, polyimide (PI) has been widely used. Firstly,the paper makes a brief introduction about the development process of polyimide, and the current domestic developmentcondition. Secondly, it introduces several more important synthetic methods about the polyimide, and thenintroduces the properties of the polyimide and its e current applications. Finally, according to its shortcomings and some research at home and abroad, the paper cites several relatively important direction of the current modification. Through the introduction of this article, you can have a good systematic understanding of polyimide.Key Words:development process;synthetic; properties; applications; modification引言随着航空航天，电子信息工业，汽车工业与家用电器等工业的蓬勃发展，对材料的要求越来越高。
概述世界PPS纤维的生产现状和新产能与新品开发等情况
表3.1 聚苯硫醚的生产商概述世界PPS纤维的生产现状和新产能与新品开发等情况一、前言聚苯硫醚，全称为聚亚苯基硫醚，英文名称为Polyphenylene sulfide，简称PPS（以下称聚苯硫醚或称PPS）。
PPS的分子结构比较简单，分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予PPS以刚性，大量的硫醚键又提供柔顺性。
分子结构对称，易于结晶，无极性，电性能好，不吸水。
PPS是一种高性能材料，聚苯硫醚（PPS）具有优异的耐热性、阻燃性、绝绝缘性，其强度和硬度均较高，机械性能优良，制品的尺寸稳定性好，可用多种加工成型方法加工，并可精密成型。
由于PPS与无机填料、增强纤维的亲和性以及与其他高分子材料的相容性好，因而可制成不同的的增强填充品种及高分子合金，用途十分广泛，它还可以做纤维和薄膜。
据悉，PPS树酯近年来才应用于纤维领域，以往均以工程塑料为主，由于它的耐温性好、弹性好、防腐性能优异、阻燃等优势，被烟气除尘领域所青睐。
近年来，随着工业的飞速发展，工业排污日益严重，已危害到自然环境和人们的身体健康。
烟气除尘是治理污染的重要组成部分，袋式除尘就是治理烟气的重要方法。
治理烟气需要耐高温、耐腐蚀的新型纤维。
而PPS纤维完全可以满足以上的要求。
二、世界PPS纤维的发展历史1.国外PPS纤维发展历史回顾美国Phillips公司1967年取得以对二氯苯和硫化钠为原料在N-甲基吡咯烷酮极性溶剂中合成PPS的专利，1971年实现工业化生产，1973年美国Phillips石油公司正式在德州设立年产能3,000吨的Polyphenylene sulfide（PPS）树脂生产工厂，并以Ryton为商品名在市场上销售。
当时PPS的制造方法，在聚合阶段仅得到低分子量的Pre-polymer，聚合之后经过空气中的高温氧化使之产生某种程度的架桥反应以提高其分子量，因此当时的产品被称之为"架桥型PPS"。
1979年合成出适于纺丝的高分子质量线性PPS树脂并实现了工业化生产，生产出商标名"Ryton"的PPS材料投放市场，受到各国的高度重视。
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Temperature/℃
纯PPS与PPS/改性SiO2以及PPS/HNTs的TG曲线图（空气，10℃/min)
1.5
1.4
nonageing ageing
结论：
HNTs结构图
Strength cN/dtex
1.3 1.2
当SiO2和HNTs的添加量为1.0wt%时，
1.1
PPS纳米复合纤维的起始降解温度分
PPS纤维国内外生产情况
国外厂家：
四川德阳科技股份 有限公司
四川安费尔高分子 材料科技有限公司
江苏瑞泰科技有限公司
东丽工业株式会社
苏州金泉新材料股份有限公司
浙江东华纤维制造 海宁新能纺织有限公司
深圳宝利特科技有限公司
东洋纺株式会社 帝人株式会社
重庆普力晟新材料有限 公司(拟建10000吨产能)
韩国汇维仕
PPS的化学结构
Bartleville等 开始对PPS纺 丝的研究
美国Phillips 公司研制出纤 维级PPS树脂
PPS短纤 维工业化 生产
PPS的母粒和纤维
日本东丽成为 PPS 纤 维 的 最 大生产厂家
国内PPS纤维需 求增加, 国产化 产品逐年增加
1975
1979
1983
2001
2006
Kumar N, et al. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 2009, 47(23): 2353-2367.
PPS/HNTs@Cu纳米复合纤维耐热性能研究
Residual Weight(%)
由图1可知，PPS的起始热失重 温度随着HNTs@Cu的添加逐渐 升高，说明HNTs@Cu的添加能 够有效提升PPS的耐热性
HNTs@Cu的结构图
Temperature/℃
纯PPS与加入HNTs@Cu后PPS的TGA曲线 （1-纯PPS，2-HNTs@Cu 0.5wt%，3-HNTs@Cu 1.0wt%）
有机/无机杂化材料 与聚苯硫醚纤维功能化
胡泽旭 陈姿晔 相恒学 邱天 周哲* 朱美芳*
纤维材料改性国家重点实验室 东华大学材料科学与工程学院
2017.06.20 江苏海安
汇报提纲
一、背景与现状 二、力学性能改性 三、耐热性能改性 四、光稳定性改性 五、研究方向建议
聚苯硫醚 (PPS) 纤维介绍
聚苯硫醚：分子主链结构为硫和芳基结构交替连接的高聚物
当缺陷石墨烯的含量低于10wt%时，它能够在PPS基体中 良好分散；但当含量超过20wt%时，则发生团聚
相比于缺陷石墨烯，氧化石墨烯则能在PPS基体中始终 保持良好的分散
当石墨烯填料的质量含量提高，PPS纳米复合材料的杨 氏模量也相应提升
Chang C Y, et al. RSC Advances, 2014, 4(50): 26074-26080.
Gu J, et al. RSC Advances, 2014, 4(42): 22101-22105.
PPS/VA耐热性能研究
火山灰（Volcanic Ash）：一种自然界
中具有大比表面积， 多孔性以及导热系数 高等优点的多孔材料
VA含量的PPS/VA纳米复合材料的TGA曲线图
图1 火山灰的SEM图片
VA含量的PPS/VA纳米复合材料的Tanδ和Tg
Avcu E, et al. Polymer Composites, 2014, 35(9): 1826-1833.
PPS/MMT耐热性能研究
由图1和表格3可知，
经过180℃，24h的
热处理后，PPS复
合材料的氧化程度
明显降低，有机蒙
脱土填料的添加有
效减缓了PPS复合
材料的高温氧化速 率，从而显著提高 了PPS复合材料的 耐热性
PPS复合材料的红外谱图(a) 热处理前（b）热处理后
图2 PPS与PPS/OMMT的TG曲线图
从图2中可发现由于OMMT的添加， PPS复合材料的初始裂解温度升高， 并且有着更高的裂解剩余质量， 可见，OMMT对PPS复合材料的耐 热性提高有着重要的作用
1.0
0.9
别提高了15.5℃和19.9℃。
0.8
PPS热氧老化前后的纤维力学保持率
0.7
0.6
也有一定的提升，由纯PPS纤维的
0.5
0.4
Pure PPS
0.5 1.0 2.0
0.5 1.0 2.0
SiO
HNTs
热氧老化前后的PPS,PPS/2SiO2和PPS/HNTs纤维断裂强度
56.4%提高到85.1%（SiO2-1.0）和 73.4%（HNTs-1.0)
由图2可知： 在热氧老化处理过程中，纤维样品的断裂强
度随着热处理时间的延长，呈现出先升后降 的趋势 PPS纯样在热处理20h后，断裂保持率始终小 于1；而当HNTs@Cu的添加量达到0.5wt%时， 热处理50h后，纤维强度开始低于初始强度； 当HNTs@Cu的添加量为1.0wt%时，纤维强 度保持率始终高于100%
零维纳米粒子： SiO2,TiO2, POSS, ZrP,C60
一维纳米粒子: CNTs, HNTs等
二维纳米粒子： Graphene, Clay等
通用纤 维用聚 合物
无机纳 米材料
熔融共混 原位聚合 改性切片 溶液共混
纺丝预液
分散液
表面功能化
熔融纺丝
湿法纺丝 改性纤维
阻燃,抗熔滴,抗菌,抗化学品,吸波,导电,相变,传感,变色,储能……… 单功能 多功能；功能 智能；服饰及家纺 产业新领域纤维级PPS树脂国内 Nhomakorabea生产情况
国外主要生产厂家
美国塞拉尼斯 雪佛龙菲利普斯 宝理塑料株式会社 东丽工业株式会社
国内快速发展(2010年至今)
浙江新和成 拟建30000吨/a
四川玖源化工 拟建5000吨/a
伊腾高科
重庆聚狮 敦煌西域新材 四川中科兴业 海西泓景化工
拟建10000吨/a 拟建30000吨/a 拟建3000吨/a 拟建10000吨/a 拟建10000吨/a
80
HNTs-2.0
2
60
40
513.3℃ 528.6℃
60
513.3℃
533.19℃
40
SiO2结构图
Residual weight(%)
Residual weight(%)
20
20
0
0
100 450 500 550 600 650 700
100 450 500 550 600 650 700
Temperature/℃
汇报提纲
一、背景与现状 二、力学性能改性 三、耐热性能改性 四、光稳定性改性 五、研究方向建议
PPS/MWCNTs纤维力学性能研究
1. MWCNTs在PPS基体中的分散
通常说来，聚合物复合材料的力学性能与 填料和基体之间的载荷转移程度密切相关
Figure 2 SEM micrographs of cryo-fractured surfaces of PPS
防护服：
PPS分子链长时间吸收 紫外光，呈激发态，与空气 中氧原子发生氧化交联反应， 老化黄变，力学性能下降；
100
90
80
70
60
50
40
30 0 24 48 72 96 120 144 168 192
老 化 时 间(h)
紫外辐照下力学性能下降
热稳定性和紫外光稳定性不足，急需性能提升和功能开发
a. 研究文献统计 b. 专利统计
有机-无机杂化技术
1+1>2？
无机(功能性) 不同形貌、不同尺度
有机(可设计) 聚集态结构、成形加工
两相界面调控 精准杂化、功能传递
形貌和尺度可控
900 800 700 600 500
400 300 200 100
0 KJ/mol
共价键 氢键
弱相互作用
强相互作用 离子键
范德华力
有机-无机界面作用可调
多壁碳纳米管在PPS基体中有着均一的分散，没有发生团聚 经过热牵伸处理后，多壁碳纳米管与PPS基体间有着良好的界面结合作用(碳管之
间出现桥裂断纹）
Gao Y, et al. Journal of Materials Science, 2015, 50(10): 3622-3630. Jiang Z, et al. Journal of applied polymer science, 2012, 123(5): 2676-2683.
PPS/HNTs纤维耐热性能研究
PPS/HNTs纳米复合纤维综合性能
性能
单位
线密度
dtex
断裂强度
cN/dtex
断裂伸长率
%
强度保持率
(230℃/72h)
%
耐硝酸强度保持率(15%HNO3,95℃,24h)
%
数值 3.19 4.34 23.3 90 83.56
管状HNTs与PPS的相容性好，可稳定分散与PPS基体中； PPS-HNTs纳米复合纤维具有良好的力学性能和热氧稳定性；
PPS/DG, PPS/GO纳米复合树脂力学性能研究
Fig. Morphologies of PPS/DG and PPS/GO with different weight fractions of graphene. The weight fractions of defect graphene and graphene oxide of (a) and (d): 10 wt%, (c) and (f): 30%, respectively
主要产品:短纤维 纤度：1.0dt,1.33, 2.2dtex…… 形状：圆形、三叶型