高性能有機(jī)纖維耐熱性能與結(jié)構(gòu)演變研究
關(guān)鍵詞：聚對苯二甲酰對苯二胺 聚對苯撐并苯雙噁唑 聚酰亞胺 耐熱性能
摘要：高強(qiáng)度耐高溫有機(jī)纖維兼具高強(qiáng)高模和良好的熱穩(wěn)定性,可在200~300℃長期使用。采用傅里葉紅外光譜儀、熱重分析儀、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀、廣角X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡研究了聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)、芳綸Ⅲ、聚對苯撐并苯雙噁唑(PBO)和聚酰亞胺(PI)4種高強(qiáng)度耐高溫有機(jī)纖維在250~450℃下熱處理一定時(shí)間后的尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性能變化,以及纖維的化學(xué)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和形貌演變,并結(jié)合電子云密度和鍵級分析其耐熱機(jī)理。結(jié)果表明:化學(xué)結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)是影響纖維耐熱性能的關(guān)鍵因素,PPTA纖維和芳綸Ⅲ分別在400℃和450℃熱處理10h后化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯降解,PBO和PI纖維在同樣條件下其化學(xué)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生明顯變化;纖維的缺陷結(jié)構(gòu)及結(jié)晶度的變化也對其耐熱性能產(chǎn)生顯著的影響,4種纖維在通過熱處理后,芳綸Ⅲ的表面缺陷最為明顯,PI纖維表面缺陷不明顯;PI亞酰胺環(huán)的電子云密度最大,其抵抗外部能量攻擊的能力高,熱處理溫度小于400℃時(shí),PI纖維的強(qiáng)度保持率最高。
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