学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

丙烯腈与衣康酸二元共聚物纺丝溶液的流变性能研究

作　者: 涂学敏
导　师: 李莉
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料化学工程
关键词: 碳纤维 聚丙烯腈 流变性能 金属络合物
分类号: TQ340.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 75次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


聚丙烯腈基碳纤维具有高比强度、高比模量、质量轻、耐高温等一系列优异的性能,广泛应用于航空航天、国防以及国民经济的各个领域。目前制约我国碳纤维产业发展的瓶颈是聚丙烯腈原丝的质量不过关,对聚丙烯腈纺丝溶液流变性能的研究有助于纺丝工艺的优化,对提高原丝质量具有重要的意义。本论文对丙烯腈与衣康酸二元共聚物/二甲基亚砜纺丝溶液的流变性能进行了较为系统的研究。采用高级旋转流变仪测试了不同条件下聚丙烯腈纺丝溶液的稳态流变和动态流变性能,讨论了稳态条件下温度、溶液浓度、聚丙烯腈分子量以及剪切速率对纺丝溶液的表观粘度、零切粘度、非牛顿指数、结构粘度指数的影响。结果表明聚丙烯腈溶液的表观粘度和零切粘度及随着分子量和浓度的增大而增大,随温度的增大而减小,而聚丙烯腈溶液的非牛顿指数随分子量和浓度的增大而减小,随温度的升高而增大。通过对实验数据的拟合得到了分子量和溶液浓度与零切粘度之间的经验公式,聚丙烯腈/DMSO溶液的零切粘度与分子量的4.03次方成正比,而与浓度的6.19次方成正比。聚丙烯腈溶液的结构粘度指数随分子量的升高而增大,表明聚丙烯腈的分子量越大其可纺性越差。同时在动态条件下研究了聚丙烯腈溶液的动态粘弹性能,通过时温等效原理计算了不同分子量聚丙烯腈溶液的活化能,结果表明聚丙烯腈溶液的表观活化能E。随着分子量的增大而减小。此外本论文还制备了Cu2+、Ni2+、Mg2+三种金属离子与聚丙烯腈共聚物的络合溶液,重点研究了上述几种金属离子对聚丙烯腈纺丝溶液流变性能的影响,结果表明金属离子与聚丙烯腈的络合能力大小顺序为Cu2+>Ni2+>Mg2+,同时络合物溶液的粘度和模量都与其络合能力成正比,且溶液的结构粘度指数也随金属离子络合能的增加而增大。研究结果还表明金属离子的加入会降低聚丙烯腈溶液的表观活化能Ea,即金属离子的络合作用使溶液对温度的敏感程度下降,金属离子的络合能力越强,则表观活化Ea能降低越大,其中含有铜离子的聚丙烯腈溶液的活化能E。下降最显著。

全文目录


摘要  5-6
英文摘要  6-9
第1章 绪论  9-25
  1.1 碳纤维的简介  9
  1.2 聚丙烯腈基碳纤维的发展及应用  9-15
    1.2.1 聚丙烯腈碳纤维的发展历程  9-12
    1.2.2 国内聚丙烯腈基碳纤维的发展状况  12-14
    1.2.3 聚丙烯腈碳纤维的应用  14-15
  1.3 聚丙烯腈基碳纤维的生产  15-19
    1.3.1 聚丙烯腈纺丝原液的合成  15-16
    1.3.2 聚丙烯腈基碳纤维的生产工艺  16-18
    1.3.3 制约我国碳纤维产业发展的主要因素  18-19
  1.4 本文中涉及的聚合物溶液流变学理论  19-22
  1.5 聚丙烯腈纺丝溶液流变行为的研究进展  22-24
  1.6 本文的研究意义及研究内容  24-25
第二章 聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液的流变学性能  25-46
  2.1 前言  25
  2.2 实验部分  25-28
    2.2.1 实验原料和实验仪器  25-26
    2.2.2 聚丙烯腈共聚物的表征  26-27
    2.2.3 聚丙烯腈溶液的制备  27
    2.2.4 PAN/DMSO溶液流变性能的测试方法  27-28
  2.3 结果与讨论  28-45
    2.3.1 剪切速率、温度、浓度、分子量对溶液表观粘度的影响  28-31
    2.3.2 不同温度下分子量、浓度对溶液零切粘度的影响  31-34
    2.3.3 剪切速率、分子量、温度、浓度对溶液非牛顿指数n的影响  34-36
    2.3.4 分子量、温度、聚合物浓度对聚丙烯腈溶液结构粘度指数的影响  36-38
    2.3.5 聚丙烯腈溶液动态粘弹性研究  38-41
    2.3.6 聚丙烯腈溶液粘弹性的时温等效及其表观活化能  41-45
  2.4 本章小结  45-46
第三章 聚丙烯腈与金属离子络合物的流变性能  46-56
  3.1 前言  46
  3.2 实验部分  46-48
    3.2.1 实验原料  46-47
    3.2.2 聚丙烯腈/金属离子络合物的制备  47-48
  3.3 结果与讨论  48-55
    3.3.1 不同金属离子对聚丙烯腈/DMSO纺丝溶液稳态流变性能的影响  48
    3.3.2 金属离子浓度对聚丙烯腈/DMSO纺丝溶液稳态流变性能的影响  48-49
    3.3.3 温度对于聚丙烯腈与金属离子络合物稳态流变性能的影响  49-51
    3.3.4 不同金属离子与聚丙烯腈络合溶液的结构粘度指数  51
    3.3.5 金属离子对聚丙烯腈溶液动态流变性能及其活化能的影响  51-55
  3.4 本章小结  55-56
第四章 结论  56-57
参考文献  57-62
发表论文  62-63
致谢  63

相似论文

  1. 环氧分子在碳纤维表面相互作用的分子模拟研究,TB332
  2. 高性能聚丙烯腈的合成与表征,O631.3
  3. 菊芋菊粉制取工艺优化及菊粉凝胶性质的研究,TQ914.1
  4. 碳纤维表面处理及其增强环氧树脂复合材料界面性能研究,TB332
  5. 静电纺丝法制备聚丙烯腈纳米纤维,TQ342.31
  6. 增强体/聚丙烯腈复合纳米纤维的制备及性能研究,TB383.1
  7. 含铁碳纳米纤维的制备与表征,TQ342.742
  8. 高分子合成纸的配方及纸状化性能的研究,TS71
  9. 碳纤维负载二氧化钛光催化复合材料的制备及其可见光催化活性,O643.36
  10. 碳纤维增强铝基泡沫材料的动力学基础和制备工艺研究,TB383.4
  11. 瓶级回收PET的流变及其抗熔滴纤维的性能研究,TQ342.21
  12. 导电纤维纺织结构温度/应变传感性能的研究,TS105.11
  13. 钴酞菁/活性碳纤维电催化降解染料的研究,X791
  14. 阳离子染料可染PTT共聚酯的合成及性能研究,TQ323.41
  15. 建筑膜材涂层改性及其防紫外性能研究,TU561.6
  16. 活性碳纤维负载钴酞菁催化氧化有机污染物的研究,X50
  17. 碳纤维用聚丙烯腈溶液共聚合反应研究,O631.3
  18. 热塑性复合材料湿法浸渍过程中纤维的分散及其评价,TB332
  19. 嵌段聚合物的合成及其与CNTs复合材料的研究,TB332
  20. 超分散剂的制备及其结构对不饱和树脂/氢氧化铝体系的影响,TB324

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 一般性问题 > 生产工艺
© 2012 www.xueweilunwen.com