对位芳香族聚酰胺共缩聚工艺研究
芳香族聚酯酰胺的合成方法研究_徐小燕
熔点增加，通过不同的加料顺序 得 到 由 TPC 与
DMBD 所形成的聚酰胺(PA)的链结构单元和由 TPC
与 BPA 所形成的聚酯(PE)的链结构单元，结构单元
的分布是无规则的 PEA。
日文也有此报道，末 雅 [7]就是直接在对位芳
香族聚酰胺中引入对位芳香族聚酯，通过溶液聚合
得到对位芳香族聚酯酰胺，其化学结构式是：
·54·
徐小燕等，芳香族聚酯酰胺的合成方法研究
Vol． 33，No． 5，2011
芳香族聚酯酰胺的合成方法研究
徐小燕 1，佘万能 2
（1.湖北顾地科技股份有限公司，湖北 鄂州 436000；2.湖北省化学研究院，湖北 430074）
摘要：简述了聚芳酯和聚芳酰胺的优异特点，然而由于二者单独使用时存在某些不足，因此将二者进行共缩聚改性得到芳
主要目标是合成一种具有工业化生产可能性
收稿日期：2011- 05- 09 作者简介：徐小燕（1984-），女，湖北黄冈人，在读硕士研究生。研究方向：芳香族聚酰胺改性研究。
2011 年第 33 卷第 5 期
化学与黏合 CHEMISTRY AND ADHESION
高性能增强材料_对位芳族聚酰胺纤维
第1期
李汉堂 1 高性能增强材料 ———对位芳族聚酰胺纤维
41
带束层轮胎 ,是在大型生产线上生产的 。其后的客 车轮胎中 ,许多轮胎厂家也出售了 Kevlar 带束层轮 胎 。特别是在日本 ,最近使用 Kevlar 高性能轮胎数 量急剧增加 ,而且正在扩大使用于两轮车 (摩托车) 轮胎[7～8 ] 。 2. 1. 3 钢丝圈
以下主要介绍芳纶纤维在轮胎中的应用 。 2. 1 芳族聚酰胺纤维帘线在轮胎中的应用
未来的轮胎将更加小型化 ,且必须满足诸如安 全性 、行驶操纵性 、使用寿命 、均匀性 、质量和油耗等 相互矛盾的性能要求 。为获得这些性能 ,使用芳纶 则是一种现成的手段 ,因为芳纶具有独特的性能 。 它虽然是纤维材料 ,却具有钢的强度 ,所以是最好的 轮胎增强材料 。从技术上讲 ,可用于任一类型的轮 胎 ,可替代聚酯帘线 、钢丝帘线用于轮胎的胎体 、带 束层 、冠带层甚至钢丝圈等任何部位 。
1 芳族聚酰胺纤维的性能
芳族聚酰胺纤维最突出的特点是 :a) 高强度 、高 模量 、密度低 ,因而比强度极高 ,相当于钢丝的 6～7 倍 ,大大减轻了制品和增强材料的质量 ,这可与碳纤 维相比 ;b) 伸长率低 ,长期蠕变小 ,尺寸稳定性好 ;c) 耐高温和耐低温性都很好 ,力学性能几乎不变 ,依然 保持室温下的强度和韧性 ;d) 耐酸 、碱 、盐 ,耐有机溶 剂 ,阻燃 ,420 ℃以上才碳化分解 ,不熔融 ,只有在高 温高浓度下的强酸 、强碱中才会溶解 。
a) 节约燃料费 ; b) 提高乘坐舒适性 ; c) 提高轮胎的接地性能 ; d) 提高翻新性能[9 ] 。 从 1975 年开始 ,各轮胎公司都在研制 Kevlar 帘 线胎体的载重和公共汽车轮胎 。从 1980 年开始研 制 Kevlar 带束层子午线航空轮胎 ,随后又研制 Kevlar 胎体的子午线航空轮胎 。有专家预测 ,航空轮胎帘 线的未来发展方向是“芳纶化”,亦即利用芳纶纤维 代替尼龙纤维 、聚酯纤维乃至钢丝做骨架材料 。航 空轮胎“芳纶化”有如下 3 条理由 :a) 减轻质量 ,从而 提高燃料效率 ,达到最佳经济效益 ;b) 提高耐切割能 力 ,从而使轮胎更加抗外物损伤 ,使飞机起落安全得 到更好的保障 ;c) 减少钢丝用量或者不用钢丝 ,降低 废胎回收加工难度 ,有利再资源化[10～11 ] 。 2. 2 芳纶短纤维加入对轮胎性能影响 近几年 ,短纤维在轮胎中应用的理论研究和热 点最主要集中在短纤维的加入对轮胎的滚动阻力 、 生热性及轻量化等方面的影响 ,这与当前轮胎的高 性能化密切相关 。 2. 2. 1 滚动阻力 随着汽车工业的不断发展和进步以及能源 、环 保等问题的日益突出 ,轮胎的高性能化越来越受到 重视 ,绿色轮胎 、环保轮胎等都是高性能轮胎的代名 词 。这些新型轮胎与普通轮胎相比 ,都具有一个共 同的特点 ———非常低的滚动阻力 。降低轮胎滚动阻 力可以减少车辆的燃油消耗 ,从而减少汽车尾气对 大气环境的污染 ,这既具有经济价值 ,也有环保意 义 。据报道 ,对于轿车轮胎 ,滚动阻力每降低 5 %～
对位芳香族聚酰胺纤维规模化生产关键技术
大规模生产芳香聚酰胺纤维的关键技术是材料科学领域的重要研发领域。
芳香聚酰胺纤维（英語：Aromatic polyamide fibers），又称芳香纤维，是一类以高强度，耐热性，低易燃性而闻名的合成纤维。
它们被广泛用于需要特殊机械特性的应用，如弹道和耐切割的机体装甲，航空航天组件，以及高性能的工业材料。
芳香聚酰胺纤维的大规模生产涉及若干关键的技术挑战，包括聚合物合成、旋转、纤维加工和质量控制。
近年来，在应对这些挑战方面取得了重大进展，提高了制造业的效率、成本效益和产品质量。
开发的一个关键领域是高纯度芳香聚酰胺聚合物的合成。
这涉及仔细选择和精确控制温度，压力，催化剂浓度等反应条件，以确保所期望的分子重量，聚合物结构，以及热性能。
采用高性能液相色谱（HPLC）和核磁共振（NMR）光谱学等先进分析技术来监测和优化聚合过程，形成具有优越机械和热特性的聚合物。
将聚合物溶液转化为连续丝状物的旋转过程一直是研究的重点，以改善所产生纤维的机械性质和统一性。
脊柱设计，挤压参数，溶剂系统方面的创新导致了抗拉强度较高，模态，维稳定性的芳香纤维的生产。
开发新的螺旋后处理方法，如伸展和热置，进一步提高了纤维的机械性能和可处理性。
在纤维加工阶段，旋转、编织和编织技术的进步使得能够生产具有特制特性的丁香织物，如高灵活性、防磨和化学稳定性。
这些织物被广泛应用，从防护服和轮胎加固到结构工程和汽车组件的复合材料。
气压织物特性的定制能力扩大了其在新兴市场的使用，例如运动设备、过滤材料和电子设备。
还制定了质量控制和测试方法，以确保大规模生产的一致性和可靠性。
采用非破坏性评价技术，如超声波测试和红外光谱学，来评估芳香纤维和织物的完整性和性能。
先进的机械测试，如抗拉强度测试和撞击测试，提供了材料强度，模具，硬度的宝贵数据，使制造商能够满足严格的监管和客户要求。
大规模生产芳香聚酰胺纤维的关键技术包括广泛的学科，包括聚合物化学、加工工程和质量保证。
对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能
对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能
王纯;赖星;颜鼎荷;付梦洁;郑文丽
【期刊名称】《环境化学》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜表面形貌与致密层结构,考察了渗透通量、耐热性以及抗污染等性能.结果表明,当PIP浓度为15%wt,TMC浓度为2.5%wt,热处理温度和时间分别为60℃和8 min时,所得PPTA/PA复合纳滤膜对不同染料分子截留率可达95%以上,对二价盐截留率可达90%以上.在高温条件下,所得PPTA/PA复合纳滤膜表现出优良的染料脱盐性能,在刚果红染料与Na_(2)SO_(4)截留率保持在99%的同时,渗透通量可达50 L·m^(-2)·h^(-1)·MPa^(-1)以上.
【总页数】10页(P434-443)
【作者】王纯;赖星;颜鼎荷;付梦洁;郑文丽
【作者单位】上海工程技术大学;天津工业大学;中化高性能纤维材料有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.新型耐高温聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究
2.界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜——I.复合纳滤膜的制备及其结构
3.界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜——II.复合纳滤膜的分离特性
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界面缩聚法制备间位芳香族聚酰胺的研究
界面缩聚法制备间位芳香族聚酰胺的研究敖玉辉;耿杰【摘要】Poly(m-phenyleneisphthalamide ) (PMIA) with relatively high inherent viscosity was prepared by interfacial polycondensation. The choice) of organic solvent,two monomers in the initial concentration of the each phase,stirring rate,choice of the bind acid agent were studied. The optimum conditions were as follows; THF as the solvent, the reaction temperature was room temperature, the molar ratio of CMPD/CIPCwas 1-1.1 ,the stirring rate was 750 r/min,2-methylpyridine as acid binding agent,and the 77inh was maxi-mum which could reach 1. 8 Dl/g. After analyzing the thermal stability by TG-DTG, it showed that thepolymer had better thermal stability, and meet the requirement of high temperature.%采用界面缩聚的方法制得了比浓对数粘度较高的聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)聚合物.对聚合过程中有机溶剂的选择、两种反应单体在各自相中的起始浓度、搅拌速率、缚酸剂的选择等进行了研究.最佳工艺为:以THF为有机溶剂,常温下,CMPD/CIPC比值约为1∶1.1,搅拌速率为750 r/min,以2-甲基吡啶为缚酸剂,制得的聚合物ηinh最大,可达到1.8 dL/g.利用热重法对PMIA的热稳定性进行了分析,结果表明,聚合物具有较好的热稳定性,符合高温使用的要求.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2012(041)003【总页数】4页(P462-464,468)【关键词】聚间苯二甲酰间苯二胺;制备;界面缩聚【作者】敖玉辉;耿杰【作者单位】长春工业大学化学与生命科学学院,吉林长春130012;长春工业大学化学与生命科学学院,吉林长春130012【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.72PMIA作为一种新型的高性能特种纤维，在许多行业有着广阔的发展前景［1］。
对位芳纶产业化关键新技术及其机理的研究
对位芳纶产业化关键新技术及其机理的研究聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维,在我国被称为对位芳纶,是一种高性能的芳香族聚酰胺纤维。
通过干湿法液晶纺丝成形的对位芳纶纤维具有极高的比强度和比模量,作为结构材料可以替代钢铁及钛合金等金属材料。
PPTA纤维耐热性能接近无机纤维,在高温下不熔融,有很强的自熄性和阻燃性,它在高温下可以保持较高的强度,有较好的尺寸稳定性。
同时由于PPTA纤维仍具有普通纤维的柔软性,不会因弯曲而折断,也不会因受热而变脆,从而可以纺纱织布。
因此在航空航天、国防、复合材料产业等领域都有重要的应用。
是我国国防工业和国民经济的发展急需的高性能纤维之一。
希望通过本人参与的实验室和产业化研发过程中,在PPTA聚合工艺、PPTA-H2SO4液晶溶液性质、PPTA液晶纺丝工艺以及纤维热处理工艺的研究工作,为能够制备出高性能的PPTA纤维及其产业化作出一点微薄的贡献。
要纺制出高强度、高模量的PPTA纤维,制备出相对分子质量较高PPTA聚合体是关键因素之一。
本论文探索在N-甲基吡咯烷酮(NMP)／氯化钙(CaCl2)和N-乙基吡咯烷酮(NEP)/CaCl2两种溶剂体系中,单体配比、单体浓度、溶剂体系含水量、反应初始温度、氯化钙添加量、对苯二甲酰氯(TPC)单官能度及纯度等诸多因素对低温溶液缩聚制备PPTA的影响,确定基本工艺条件。
在两种溶剂体系中以及添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)后,缩聚反应均为二级反应,添加PVP提高了PPTA在聚合溶剂体系中的溶解性能,加快了反应速度,不会改变PPTA的化学结构、结晶性能和纯度。
采用了双螺杆挤出机作为主反应器进行了TPC溶液进料连续化生产工艺的探索。
TPC溶液进料法较易精确计量,并可以采用啮合同向旋转的双螺杆作为主反应器,连续化制备较高分子量的PPTA。
TPC二次投料量、TPC溶液浓度、溶解温度、放置时间、预缩聚反应温度、主反应温度都是影响PPTA聚合体比浓对数粘度(ηinh)的关键因素。
对位芳香族聚酰胺多孔膜制备及性能研究
对位芳香族聚酰胺多孔膜制备及性能研究王纯;肖长发;黄庆林【摘要】PPTA porous flat membranes have been fabricated via wet phase-inversion method by using sulphuric acid (H2SO4) as the solvent, polyethylene glycol (PEG) and polyvinylpyrrolidone (PVP) as the pore-creating agents and SiO2 particles as the additive.Membranes′corresponding ultrafiltration performances were characterized by pure water flux, porosity, mechanical strength, and thermostability. The morphologies of PPTA membrane were observed by a field emission scanning electron microscope (FESEM). The results showed that the PPTA porous membrane was a kind of asymmetrical membrane. The increase of SiO2 content, the mixture of pore-creating agents, and the promotion of coagulation bath temperature would bring about an obvious enhancement of the membranes′permeability. Moreover, the mechanical properties became higher as the rising of SiO2 content, the maximum fracture strength was 1.5 MPa, and the elongation at break increased from 7%to 14%. Meanwhlie, there was little effect on thermostability, which made the decomposition temperature of membrane beyond 400℃.%以浓硫酸为溶剂，以聚乙二醇（PEG）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为致孔剂，以二氧化硅（SiO2）无机粒子为添加剂，采用溶液相转化法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）多孔平板膜，考察了膜的纯水通量、孔隙率、力学性能、热稳定性等性能，并用场发射电子扫描显微镜（FESEM）观察了膜表面形貌.结果表明：所得PPTA多孔膜为具有不对称结构的非均质膜，随着无机粒子SiO2含量提高、致孔剂混合、凝固浴温度的增加，膜渗透性能增大；膜力学性能随SiO2含量提高而提高，最大断裂强度可达1.5 MPa，断裂伸长率由7%增大到14%左右；而热稳定性随SiO2含量提高无明显变化，热分解温度均可达400℃以上.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P7-10)【关键词】聚对苯二甲酰对苯二胺;多孔膜;溶液相转化法;分离性能【作者】王纯;肖长发;黄庆林【作者单位】天津工业大学材料科学与工程学院，天津 300387; 天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地，天津 300387;天津工业大学材料科学与工程学院，天津 300387; 天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地，天津 300387;天津工业大学材料科学与工程学院，天津 300387; 天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地，天津 300387【正文语种】中文【中图分类】TS102.54;TQ028.8膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择渗透性能的差异，实现分离、提纯、浓缩及净化的新型分离技术[1].膜材料是膜分离技术的重要组成部分，有机膜由于柔韧性好，成膜性能好，品种多且适应多种需要，因而获得广泛应用.但其机械强度和化学稳定性较差，大多不耐高温、酸碱和有机溶剂等，易结垢堵塞，因此在有些领域的应用受到限制.与有机膜相比，无机膜机械强度高、稳定性好、耐化学和生物侵蚀、使用寿命长且易清洗[2].然而由于其材质性脆、设备投资成本高等原因，其应用也受到限制.因此，开发新型高性能膜材料的需求日益增长.宇田彻[3]发明了一种以聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）为原料的间位芳香族聚酰胺多孔膜材料.聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）是一种典型的芳香族聚酰胺，其分子链呈刚性，具有优良的力学性能、耐高温和化学稳定性等[4].目前高性能PPTA纤维已得到广泛使用，然而在膜领域的相关研究还很少.本文重点研究了制备PPTA多孔膜的工艺.由于PPTA分子链间有强氢键作用，分解温度低于其熔点，因此无法采用熔融纺丝成形，而且除浓硫酸外，一般有机溶剂无法溶解PPTA.本文以PPTA树脂为成膜聚合物，浓硫酸为溶剂，PEG、PVP为致孔剂，SiO2为添加剂，采用溶液相转化法制备了PPTA多孔平板膜，分析和讨论了该多孔膜的结构与性能.1 实验部分1.1 试剂与仪器所用试剂包括：PPTA树脂，纤维级，苏州市兆达特纤科技有限公司产品；浓硫酸，质量分数98%，分析纯，天津市风船化学试剂科技公司产品；PEG（相对分子质量2 000），氢氧化钠，PVP-K30，均为分析纯，天津市光复精细化工研究所产品；SiO2，微米级，天津市龙华化工有限公司产品.所用仪器包括：膜通量测试仪，自制；CMT4000型电子万能试验机，美国MTS公司产品；FEI-Nova Nano 230型场发射扫描电镜，荷兰FEI公司产品；TASDT600型热重分析仪，美国TA公司产品.1.2 平板膜的制备先将PPTA树脂置于真空烘箱中烘干备用，后将一定质量比PPTA/PEG/SiO2混合，在80℃下高速搅拌溶解于浓硫酸中，搅拌2~3 h直至形成黄色透明溶液，放置于真空烘箱中脱泡以得到均匀铸膜液.室温条件下，将铸膜液倒置在洁净玻璃板上刮膜后，立即浸入不同温度的纯水凝固浴中固化成形，待膜自动剥离后，用清水冲洗，浸泡在常温去离子水中.本文所述膜上表面指与凝固浴接触面，膜下表面指与玻璃板接触面.所制得样品的化学组成如表1所示.表1 PPTA多孔膜组成Tab.1 Composition of PPTA porous membranes样品P P T A / % H 2 S O 4 / % P E G（2 0 0 0）/ % P V P / % S i O 2 / g 1 # 2 8 8 9 . 5 0 . 5 0 . 0 2 # 2 8 8 9 . 5 0 . 5 0 . 5 3 # 2 8 8 9 . 5 0 . 5 1 . 0 4 # 2 8 8 9 .5 0 . 5 1 . 5 5 # 2 8 8 1 0 0 . 0 0 . 01.3 结构与性能表征（1）水通量测试.室温条件下，用实验室自制膜通量测试仪在0.1 MPa下测定平板膜的水通量.先在工作压力下预压10 min，使水通量保持稳定，然后按式（1）计算水通量：式中：V为透过水的体积（L）；S为膜面积（m2）；t为测试时间（h）.（2）孔隙率测试.采用密度瓶干湿膜称重法测试，浸润液为水，按式（2）计算膜的孔隙率：式中：W1为干膜质量；W2为湿膜质量；籽w和籽p分别为水和聚合物的密度.每个样品测试5次，取平均值.（3）力学性能测试.使用CMT4000型电子万能试验机测试PPTA膜的力学性能.拉伸方向与刮膜方向一致，拉伸的初始长度即夹具间距离为50 mm，膜宽度10 mm，膜厚度0.1 mm，拉伸速率为100 mm/min.测试3次，取平均值.（4）形貌观察.将所制样品在液氮下脆断，表面喷金，用FEI-Nova Nano230型场发射扫描电镜（FESEM）观察样品表面和横截面形貌.（5）热稳定性分析.采用TA-SDT600型热重分析仪测定样品热失重曲线，气氛为氮气保护，温度变化范围为40~900℃，升温速率为10℃/min.2 结果与讨论2.1 凝固浴温度对膜形貌的影响图1所示为凝固浴温度为25℃及45℃时，所得5#样品膜的形貌图.图1 不同凝固浴温度PPTA多孔膜的SEM形貌图Fig.1 Morphologies of PPTA membranes prepared in different coagulation bath temperatures由图1可以看出，膜上表面呈致密化形态，而下表面出现较多的溶出微孔，横截面为贯穿上下表面的指状孔结构.所得PPTA膜为非对称膜，铸膜液在成膜过程中形成典型的皮芯结构，即上表面迅速固化形成较致密的皮层，皮层下面为指状孔结构的支撑层.这是由于铸膜液进入凝固浴后发生瞬时液-液分相，溶剂/非溶剂（凝固剂）的相互作用参数小，传质扩散速度快，导致膜上表面聚合物浓度很高，形成致密皮层；下表面由于致密层的阻碍，使皮层下溶剂与凝胶介质相互扩散速度减慢，形成了分布均匀的多孔层.随温度升高，膜孔数量增多，因此易形成致密皮层-指状大孔-海绵状孔的结构形态[5].2.2 无机粒子对膜形貌的影响图2所示为SiO2粒子对PPTA膜形貌的影响.图2 加入SiO2无机粒子前后PPTA膜的形貌图Fig.2 Effects of SiO2particleson morphologies of PPTA membranes由图2可以看出：随着SiO2加入，PPTA膜的上表面变得粗糙不平，原因在于加入的无机粒子在机械搅拌作用下易发生部分团聚.膜下表面溶出微孔尺寸变小，这可能是由于随着无机粒子含量的增加，减缓了溶剂-非溶剂双扩散速率，溶剂向外扩散传质的速度大于非溶剂向内传质的速度，造成下表面不易形成多孔层.对于膜横截面，也可以清楚地观察到膜上表面粗糙度加深，皮层厚度变薄，指状孔孔径变大.这是因为SiO2的加入，提高了铸膜液的黏度，进而也影响到溶剂与非溶剂之间的相扩散速率.2.3 致孔剂组成对膜水通量及孔隙率的影响图3所示为致孔剂组成与PPTA膜纯水通量的关系曲线，图4所示为SiO2含量对膜孔隙率的影响.图3 致孔剂组成对PPTA膜纯水通量的影响Fig.3 Effect of pore-creating agents on permeability of PPTA membranes图4 SiO2含量对PPTA膜孔隙率的影响Fig.4 Effect of SiO2content on porosity of membranes由图3中PPTA-1#与PPTA-5#样品膜的水通量曲线对比可以看出，复合致孔剂较单一组分致孔剂对膜渗透性能有改善作用.PVP是一种具有很强亲水性的高分子致孔剂，在凝固浴中，使膜表面与水接触时加快聚合物凝胶的沉淀速度，提高分相速度，从而在膜形成过程中有助于成孔，使得膜孔隙率增大，渗透性能提高[6].由图3可以看出，未加SiO2粒子的PPTA膜（1#、5#），经相转化后聚合物表面发生瞬时分相，形成致密皮层，导致水通量较小.随着SiO2的加入，PPTA膜（2#、3#、4#）水通量显著增加.由图4可知，当PPTA/SiO2质量比为4/1时，膜孔隙率可达90%以上.这是由于加入的SiO2分散在聚合物溶液中，在有机和无机相之间产生过渡的界面层，有利于凝胶过程中在有机和无机相之间形成界面微孔，提升了膜的孔隙率，促进PPTA膜的纯水通量增加.然而，过量的SiO2会使膜水通量及孔隙率发生下降，这是由于SiO2在聚合物中发生团聚，对膜渗透过程起阻碍作用，形成的团聚粒子易堵塞微孔，降低了膜的渗透性能.2.4 热稳定性能图5所示为3种PPTA膜的热失重曲线.由图5可以看出，3种样品膜具有相似的热分解趋势.所有的样品在100℃以下都出现了一个微小的质量损失，这是因为样品中所含有的结合水在加热过程中被蒸发产生的.随着温度的升高，第1个失重区间出现在420℃左右，这是因为聚合物中酰胺键发生水解，酰胺键与苯环之间的共价键开始发生解聚反应，分子链之间出现热裂解现象.继续升高温度，膜失重速率减慢，这可能是由于在这一温度区间，已部分裂解的分子链发生了分子间重组，出现了交联及碳化反应，减少了链段的流动性.因此，聚合物结构化学变化降低了失重率.至530℃左右时出现第2个失重拐点，此时大分子重组结束，随着温度升高，分子降解速率急剧增加.当温度达600℃左右时，膜失重达到稳定.由图5还可以看出，随着SiO2含量的增加，PPTA膜的热降解残余质量也逐渐增多[7].图5 PPTA膜热失重曲线Fig.5 Thermogravimetry curves of PPTA membrane samples2.5 力学性能图6所示为SiO2含量对PPTA膜应力-应变的影响.图6 SiO2含量对膜应力-应变曲线的影响Fig.6 Effect of SiO2content onstress-strain curves of membranes由图6可以看出，曲线均呈近乎直线关系，无屈服应力段，当达到断裂点时，应力迅速降为零.由图6可以清楚地观察到随着SiO2含量的增加，PPTA膜的断裂强度得到一定改善的同时，断裂伸长率明显增加，即膜的柔韧性得到很大提高.最大断裂强度可达1.5 MPa，断裂伸长率由7%增大到14%左右.这表明SiO2的加入优化了PPTA膜的力学性能[8].主要原因在于无机SiO2粒子表面具有羟基和较强的表面效应，将其混入铸膜液中，可与PPTA分子之间形成物理交联网络，增加聚合物链之间键与键相互连接的数量，一定程度上提高了膜的韧性，使PPTA膜表现出良好的力学性能.但是，过量的SiO2会影响膜强度（如曲线4#），这是由于过量SiO2会形成较多的微孔，使膜结构变疏松，在外力作用下易发生变形.3 结论（1）所得PPTA多孔膜为一种具有致密层、多孔层及指状孔结构的非均质膜，随凝固浴温度增加，膜微孔数量增加；（2）随SiO2含量增加及PEG/PVP致孔剂的混合，膜纯水通量增大，孔隙率均可达80%以上；（3）力学性能随一定含量SiO2的增加而增大，最大断裂强度可达1.5 MPa，断裂伸长率由7%增大到14%左右；（4）SiO2含量对PPTA多孔膜的热稳定性无明显的影响，热分解温度均可达400℃以上，表现出较好的热稳定性.【相关文献】[1]刘海亮，肖长发，胡晓宇，等.不同热处理介质对聚氨酯系中空纤维膜性能的影响 [J].天津工业大学学报，2012，31（1）：6-8.[2]萧小月，卜小东，桂治轮，等.功能无机材料在海水淡化技术中的应用与开发[J].功能材料，1996，27（6）：481-485.[3]宇田彻.聚间苯二甲酰间苯二胺多孔中空纤维膜的制造方法：CN 1625436A[P].2005-06-08.[4] RAO Y，WADDON A J，FARRIS R J.Structure-property relation in poly（p-phenylene terephthalamide）（PPTA）fibers [J].Polymer，2001，42：5937-5946.[5] BONYADI S，CHUNORGESG T S.Highly porous and macrovoid-free PVDF hollow fiber membranes for membrane distillation by a solvent-dope solution co-extrusion approach [J].Journal of Membrane Science，2009，331：66-74.[6] ZHANG X L，XIAO C F.Study on the interfacial bonding state and fouling phenomenaof polyvinylidene fluoride matrix-reinforced hollow fiber membranes during microfiltration[J].Desalination，2013，330：49-60.[7]CASTRO-MUÑIZ A，MARTÍNEZ-ALONSO A，TASCÓN J M D.Modification of the pyrolysis/carbonization of PPTA polymer by intermediate isothermal treatments[J].Carbon，2008，46（7）：985-993.[8] 金日光，华幼卿.高分子物理 [M].北京：化学工业出版社，2007：57-61.。
生产纺前染色的对位芳族聚酰胺长丝纱和纱条的方法、纱条、常产纤维纱和织物
生产纺前染色的对位芳族聚酰胺长丝纱和纱条的方法、纱条、
常产纤维纱和织物
佚名
【期刊名称】《高科技纤维与应用》
【年(卷),期】2016(0)3
【摘要】本发明公开了一种生产纺前染色的对位芳族聚酰胺长丝纱的方法，包括
以下步骤：①制备含有对位芳族聚酰胺聚合物、至少一种着色剂和浓硫酸的纺丝液；
②将纺丝液经由喷丝头纺丝以得到初生长丝；③凝集初生长丝以得到凝集的长丝；
④使凝集的长丝中和以得到经中和的长丝；⑤洗涤经中和的长丝以得到经洗涤的长丝；和⑥干燥经洗涤的长丝以得到经干燥的长丝，
【总页数】1页(P65-65)
【正文语种】中文
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聚酰胺界面缩聚
聚酰胺界面缩聚
聚酰胺是一类重要的高分子材料，具有广泛的应用领域。
在本文中，我们将重点探讨聚酰胺的界面缩聚反应，介绍其原理、应用以及未来的发展趋势。
一、聚酰胺界面缩聚的原理
聚酰胺界面缩聚是一种在界面条件下进行的聚合反应。
它的原理是通过将两个或多个聚酰胺单体分子的末端基团进行缩聚，形成长链聚酰胺。
这种缩聚反应一般在高温下进行，通常需要采用催化剂来促进反应的进行。
聚酰胺界面缩聚反应具有许多重要的应用。
首先，它可以用于制备高性能的聚酰胺纤维。
聚酰胺纤维具有优异的力学性能和耐热性能，广泛应用于纺织、航空航天等领域。
其次，聚酰胺界面缩聚还可用于制备聚酰胺膜材料。
聚酰胺膜材料具有优良的渗透性和选择性，被广泛应用于分离、过滤等领域。
此外，聚酰胺界面缩聚还可用于制备聚酰胺泡沫材料、聚酰胺胶粘剂等。
三、聚酰胺界面缩聚的发展趋势
随着科学技术的不断进步，聚酰胺界面缩聚反应也在不断发展。
首先，在催化剂的选择上，研究人员正在努力寻找更高效、更环境友好的催化剂，以提高聚酰胺界面缩聚反应的效率和选择性。
其次，
在反应条件的优化上，研究人员正在探索更低温、更短时间的反应条件，以降低能耗和提高生产效率。
此外，研究人员还致力于开发基于聚酰胺界面缩聚的新型功能材料，如聚酰胺纳米颗粒、聚酰胺复合材料等。
总结起来，聚酰胺界面缩聚是一种重要的聚合反应，具有广泛的应用前景。
在未来，我们可以期待聚酰胺界面缩聚反应在高性能纤维、膜材料、泡沫材料等领域的更多应用，并希望通过不断的研究和创新，推动聚酰胺界面缩聚技术的发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
间位芳香族聚酰胺的聚合及性能研究的开题报告
间位芳香族聚酰胺的聚合及性能研究的开题报告
一、选题背景和意义
随着社会的发展，高分子材料的应用越来越广泛，其中聚酰胺材料是一种具有较为广泛应用前景的高分子材料。
聚酰胺材料具有许多优秀的物理化学性质，如高强度、高韧性、高硬度、优异的机械性能等，因此得到了广泛的应用。
现在，随着科学技术的不断发展，人们对于聚酰胺材料的研究和应用也不断深入，在这其中，间位芳香族聚酰胺具有重要作用。
间位芳香族聚酰胺是指在聚酰胺骨架中，？-二取代苯或苯环戊二烯类芳香族单元位于醛基与羧基的相邻位置上形成的聚酰胺。
在这种聚酰胺中，苯环戊二烯的氢原子易于被取代，因此可以通过在醛基前引入取代基来调控聚酰胺的性质，进一步拓展其应用领域。
二、研究内容和方法
本文主要研究间位芳香族聚酰胺的聚合及其性能表征。
具体包括以下内容：
（1）选择合适的醛基、取代基和芳香族二元酸进行合成，利用聚合反应制备间位芳香族聚酰胺。
（2）通过FTIR、NMR等手段对合成的间位芳香族聚酰胺进行结构表征。
（3）通过TG、DSC等热分析手段研究聚酰胺的热性能。
（4）通过DMA等手段研究聚酰胺的力学性能。
三、预期结果和意义
通过本文的研究，可以得到以下预期结果：
（1）成功合成出具有芳香族分子结构的聚酰胺材料。
（2）对聚酰胺材料进行全面的性能表征，得到其热学和力学性能数据。
（3）对聚酰胺材料的结构和性能进行分析和探讨，为其应用领域的开发提供基础和依据。
本文的意义在于深入研究间位芳香族聚酰胺的合成及其性能特点，使人们对其中的机理和性质有更深刻的认识，为其在汽车、电子等领域的应用提供理论依据和实践指导。
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到均相聚合物溶液，而且在 NMP/CaCl2 溶剂体系 中，改变加料方式时得到的共聚物比浓对数 粘 度 要大于 DMAc/CaCl 溶2 剂体系中得到的共聚物 。 这
主要是由于 NMP 相对于 DMAc 对共聚物具有较 好的溶解性。而且从表 1 和表 2 的数据可以看 出，在无规共聚体系和 ODA 含量为 25 % mol 时 得到的共聚物比浓对数粘度最大，因此，下面试 验均采用 25 % mol 的 ODA 含量的无规共聚 体 系，考察反应时间、单体摩尔浓度、反应温度以 及 CaCl2 含量对共聚物比浓对数粘度的影响。
剧烈搅拌一定时间，然后加入 PPD 和余下 TPC 搅拌，待出现爬杆现象后，将体系温度升高到一 定温度反应一定时间，加入 Ca(OH)2 中和 10～ 15 min，得到聚合物原液。
1.3 共聚物比浓对数粘度(ηinh)的测定 比浓对数粘度 η[ inh/(dL·g -1)] 的测定[7]：将完
全干燥的 0.125 g 聚合体的试样溶解于 25 mL A. R. 的 98 % 的浓硫酸中，用乌氏粘度计在（30± 0.2）℃ 的恒温水浴中测定粘度。按下式计算：
不同的初始投料比对共聚物的溶解性能也有 很大的影响。表 2 是不同加料方式下聚合物的比 浓对数粘度。从表 2 可以看出，在 DMAc/CaCl2
溶剂体系，在初始投料比γODA/TPC 为 1.9～3.0之间
时得到的均是凝胶体系，无法用于纺丝。这可能 由于 DMAC/CaCl 2溶剂体系的溶解性不是太好， 在较少的 ODA 软段含量下得到的共聚物较难溶
前言
艺复杂，设备要求耐强酸腐蚀，加工比较困难[1,2]。
而加入第三或第四单体进行共缩聚，是改进其难
对位芳纶，即聚对苯二甲酰对苯二胺 [ Poly 溶性最有效 和最彻底的方法，改性 后的共缩 聚
（para-phenylene terephthalamide）简称 PPTA ] 纤维，在我国又称芳纶 1414，美国杜邦商品名为
收稿日期: 2006-09-01 作者简介: 杨拯（1981 -），男，河南南阳人，硕士研究生，研究方向为高性能纤维等特种合成纤维的聚合及其纺丝
工艺，(电话)021-62373934-802(电子信箱)baihetown@。
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高科技纤维与应用
第 31 卷
缩聚工艺进行研究。
工艺复杂。通过添加第三单体对其进行改性，能够使其溶于一般的极性有机溶剂中，得到的聚合物溶液可以直接纺丝。本
实验采用3, 4'-二氨基二苯醚（3, 4'-ODA）为第三单体，分别在 N, N-二甲基乙酰胺 (DMAc)/C2aCl 和 N-甲基-2-吡咯烷 酮 (NMP)/C2 aCl 溶剂体系中，对其共聚合工艺进行了研究。探讨了反应时间、反应温度、单体摩尔浓度、Ca2 Cl 含 量 以 及 3单体含量和初始投料比对共聚物比浓对数粘度的影响。
关键词: 聚对苯二甲酰对苯二胺；共缩聚；3, 4-二氨基二苯醚；比浓对数粘度
中图分类号: TQ323.9
文献标识码: A
文章编号: 1007-9815（2006）05-0001-05
Study on the Copolymerization Process of
Para-Aromatic Polyamide
在 250 ml 的三颈瓶中加入一定量的 DMAC或 NMP，在氮气保护下加入一定量的无水 CaCl2，升 高温度至 60 ℃，待 CaCl2 完全溶解后，冷却至室
温，首先加入一定量的 3,4'- ODA，搅拌溶解后， 将溶液冷却至 -10～-5 ℃，然后按照一定的比例
γ （ ： ODA/TPC ODA 和 TPC
凝胶
1.70
溶液
1.98
溶液
1.80
溶液
1.68
NMP/CaCl2 溶剂体系
体系状态
ηinh/ (dL·g-1)
凝胶
1.80
溶液
1.90
溶液
1.93
溶液
1.91
第5期
杨拯, 潘婉莲, 曹煜彤, 等：对位芳香族聚酰胺共缩聚工艺研究
-3-
比浓对数粘度的关系。由表 1 数据可以看出，在 DMAc/CaCl2 溶剂体系中，当 ODA 含量 ≤ 22.5 % mol，聚合物不易溶于 DMAc/CaCl 2体 系 ， 形 成凝胶。当 ODA 含量 ≥ 25 mol % 时，得到均相 聚 合 物 溶 液 ； 在 NMP/CaCl2 溶 剂 体 系 中 ， 当 ODA 含量 ≤ 15 % mol，聚合物不易溶于 NMP/ CaCl2 体系，形成凝胶。当 ODA 含量 ≥ 20 mol % 时，得到均相聚合物溶液。且在两种溶剂体系 中，都是当 ODA 含量为 25 mol % 时得到的共聚 物 比浓 对 数 粘度 最 大 。说 明 在 ODA 含量 为25 mol % 时共聚物具有最大的相对分子质量，这与 文献[9]对 Technora R 的分析结果一致。
M
可以看到均方末端距 h2 减少则η[ ] 降低。该体系
中 引 入 的 三 单 体 3,4'-ODA 具 有 柔 性 扭 曲
的
O 结构单元，使分子链刚性下降 柔
性提高，从而使得均方末端距 h2 减少，粘度减
小。
不同的三单含量对聚合物的溶解性能和粘度
产生很大的影响，表 1 是不同三单含量与聚合物
Table. 1
1 实验
1.1 原料 对苯二胺（PPD）：化学纯，熔点 140.5～
142 ℃ ， 江 苏 宜 兴 化 工 厂 ； 对 苯 二 甲 酰 氯 （ TPC）：化学纯，熔点 82～84 ℃，江西联达化工 有 限公 司； 3,4'-二氨 基二 苯醚 （ 3,4'-ODA）： 参 照文献[5～6]的方法制备，用甲苯进行重结晶；无水 氯化钙：分析纯，巨化集团公司化学试剂厂，经 高温活化；Ca(OH) 2：分析纯，中国医药集团上 海 化 学 试 剂 公 司 ； DMAC ： 化 学 纯 ， BASF 公 司 ，经 脱水 后使 用； NMP： 化学 纯， BASF 公 司，经脱水后使用；质量分数 98 % 的浓硫酸： 分析纯，平湖化工试剂厂。 1.2 共聚物的制备 1.2.1 无规共聚物的制备
ηinh = ln( t / to)/ C
式中， t － PPTA共聚体溶液流出时间； to － 纯溶剂的流出时间； C －100 ml 溶剂中 PPTA 的克数/ (g·
dL-1 )。
2 结果讨论
2.1 ODA含量对PPTA共聚物ηinh的影响
由 Flory 特性粘度理论[8]
η[ ]
=
φ (h2)3/2
等优异的力学性能及低密度、高尺寸稳定性、耐 验即以 3,4'-二氨基二苯醚为第三单体，分别在 N,
高温、与橡胶亲和性好等优点。然而，PPTA 树 脂难溶难熔，必须在浓硫酸中进行液晶纺丝，工
N-二甲基乙酰胺（DMAc）/CaCl2 和 N-甲基-2- 吡 咯烷酮（NMP）/CaCl 2溶剂体系中对 PPTA 的共
Abstract: Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber is a kind of high strength ,high modulus,hightempreture resistant fiber and can be used in many high-technology fields.But it is so difficult for PPTA to dissolve in ordinary organic solvents and only can be dissolved in concentrated sulfuric acid. Adding a third monomer in its chain can improve its solubility and can be dissolved in ordinary organic solvents such as N,N-dimethylacetamide and N-Methyl-Pyrrolidone and can be spun from the copolymer dope directly. In this paper, we use 3,4'-diaminodiphenyl ether as the third monomer in the copolymerization. The effect of reaction time, reaction tempreture, monomer molar ratio, CaCl 2 content, molar ratio of 3,4'diaminodiphenyl ether, and the inatial ratio of monomers on the inherent viscosity is discussed. Key words: PPTA; copolymerization; 3,4'-diaminodiphenyl ether; inatial ratio
2.3 反应时间对PPTA共聚物ηinh的影响
该反应体系采用的单体为非常活泼的二酰氯 和二胺，其反应为不可逆的反应，反应速度很 快。图 1 为不同反应时间下共聚物的比浓对数粘 度。从图 1 可以看出，在两种溶剂体系中，随着 反应时间的延长，聚合物的比浓对数粘度迅速增 加，在 20～30 min 时间内即可达到较高的粘度， 随着反应时间的继续延长，体系粘度没有太大的 变 化 ， 因 此 ， 比 较 合 适 的 反 应 时 间 为 20 ～ 30 min。
YANG Zheng, PAN Wan-lian, CAO Yu-tong, CHEN Lei, ZHU Jing, LIU Zhao-feng (State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, Donghua University, Shanghai 200051 China)