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耐高溫阻燃PODLON纖維的研制
時(shí)間:2024-03-04 10:45:42 來源:四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院 字號(hào):[ ]

我國(guó)對(duì)耐高溫合成纖維的研發(fā)仍然處于初級(jí)階段,能進(jìn)行一定批量生產(chǎn)的纖維只有芳砜綸和間位芳綸兩種,而擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纖維品種僅有芳砜綸一種。目前,我國(guó)自主研發(fā)的芳砜綸纖維仍不能大批量生產(chǎn);雖然國(guó)內(nèi)兩家企業(yè)通過消化吸收國(guó)外已經(jīng)成熟的生產(chǎn)技術(shù),能進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)間位芳綸纖維,但產(chǎn)量不大,產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品相比有較大差距?,F(xiàn)階段,我國(guó)耐高溫阻燃纖維產(chǎn)量不足3000t,每年需大量進(jìn)口,但受到國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)封鎖,耐高溫阻燃纖維缺口巨大、價(jià)格高昂,而250℃以上級(jí)別的耐高溫纖維更是奇缺。因而,增加耐高溫阻燃纖維的品種,研究、完善生產(chǎn)技術(shù),提高生產(chǎn)效率,增加產(chǎn)量,降低成本已經(jīng)成為我國(guó)現(xiàn)階段耐高溫阻燃等高技術(shù)纖維發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。聚芳噁二唑(POD)是一類耐高溫、耐化學(xué)腐蝕的高性能高分子材料,且原料來源廣泛,價(jià)格低廉。其纖維材料在耐高溫領(lǐng)域有廣闊的前景。POD的研究起始與20世紀(jì)60年代,但目前其纖維產(chǎn)品只有俄羅斯實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模工業(yè)化,商品名為Oxalon。本實(shí)驗(yàn)研究出了具有優(yōu)良阻燃性能及耐化學(xué)性能的實(shí)用纖維。

本實(shí)驗(yàn)采用一步技術(shù)路線,使用對(duì)苯二甲酸、硫酸肼等為主要單體,發(fā)煙硫酸作為溶劑和脫水劑,并適當(dāng)?shù)募尤氲谌龁误w,并通過三階段式控制,得到可紡性良好的POD溶液,然后進(jìn)行濕法紡絲成型,經(jīng)一定的后處理,得到具有較好力學(xué)強(qiáng)度、耐高溫、高阻燃性的POD纖維。

通過一步發(fā)合成的POD具有高分子量、高環(huán)化度,環(huán)化度>90%。紡絲原液濃度:8-9%,具有良好的可紡性。通過濕法紡絲制備的POD纖維具有良好的力學(xué)性能,斷裂強(qiáng)度>3.5cN/dtex。優(yōu)良的耐高溫性能,初始分解溫度>500℃,并能在高溫下長(zhǎng)期的使用。具有高阻燃性能,極限氧指數(shù)>35,且低發(fā)煙量、低毒性。具有良好的耐酸堿性能及耐氣候性。

基于POD纖維的研究現(xiàn)狀,我們對(duì)芳香族聚噁二唑的分子結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì),在芳香族聚噁二唑分子鏈上引入具有阻燃和結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)功能的單體,得到具有全新結(jié)構(gòu)的芳香族聚噁二唑聚合物,并用該聚合物溶液成功地紡出了耐熱性和阻燃性均十分優(yōu)異的新型耐高溫纖維PODLON,其綜合性能優(yōu)于俄羅斯的Oxalon,且成本低廉。同時(shí)我們?cè)谘芯窟^程中也成功解決了傳統(tǒng)POD聚合物粘度高、可紡性差、結(jié)構(gòu)難于控制的問題。

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