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对于强极性纤维材料,只能溶解在强极性溶剂或强酸、强碱中,这些溶剂给环境保护带来了很大的压力。离子液体已成为公认的化学化工过程中清洁生产的绿色溶剂,以其特殊的结构和优异的性能,引起了科学界和工业界的广泛兴趣。我们以离子液体为溶剂,研究了聚丙烯腈(PAN)、纤维素(Cellulsoe)等的成形热力学与动力学,并进行了纺丝试验,为纤维材料的“绿色”加工奠定基础。首先,我们研究了聚合物/离子液体/凝固剂三元相平衡。假定凝固过程中没有因结晶而引起的相转变,因此,利用浊度滴定的方法测得了低浓度溶液相分离时各组份临界含量,并通过浊度关联方程方法计算了聚合物/离子液体/凝固剂全浓度区域的三元相图。H2O是聚丙烯腈和纤维素成形过程中很好的凝固剂,与二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)相比,[BMIM]Cl体系更容易发生相分离。然后以[BMIM]Cl为溶剂,水为凝固剂,对比研究了Cellulose/[BMIM]Cl/H2O与PAN/[BMIM]Cl/H2O体系的凝固过程中的扩散动力学。研究发现Cellulose/[BMIM]Cl/H2O体系扩散速度远低于PAN/[BMIM]Cl/H2O体系,在此基础上,本论文基于Fick扩散第二定律,根据已有溶剂和凝固剂的扩散传质动力学方程,计算了凝固过程中溶剂和凝固剂的扩散系数。[BMIM]Cl的扩散系数D[BMIM]Cl和H2O的扩散系数DH2O随着原液浓度的上升而下降,随着凝固浴浓度和凝固浴温度的上升而上升。[BMIM]Cl和H2O在Cellulose/[BMIM]Cl/H2O体系的扩散系数在10-10 cm2/sec数量级,[BMIM]Cl在PAN/[BMIM]Cl/H2O体系的扩散系数约为10-8 cm2/sec数量级。最后,进行了聚丙烯腈/离子液体浓溶液的干湿法纺丝实验。PAN/[BMIM]Cl浓溶液经干湿法成形可以得到较高强度、较高取向度和表面横截面为圆形的聚丙烯腈纤维,成形前后,PAN化学结构没有变化。对初生纤维进行拉伸,发现初生纤维皮芯结构明显,拉伸倍数越高,皮层越厚(皮芯百分比),芯层越薄。随着拉伸倍数增大,取向度和断裂强度先升高再降低。在拉伸倍数为3.5倍时,取向度最大,断裂强度达到4.0CN/dtex。