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本文采用水相沉淀聚合法合成了不同MicroPCMs含量、投料摩尔比为85/15的系列丙烯腈/丙烯酸甲酯(AN/MA)共聚物的混合物,并采用熔融加工工艺将其分别制成混合物薄片和初生纤维,通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振谱仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GpC)、熔融指数仪(MI)、毛细管流变仪、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热分析仪(DSC)、热重分析仪(TG)、动态热机械分析仪(DMA)、X.射线衍射仪(XRD)等对得到的AN/MA系列共聚物、混合物、薄片和初生纤维的结构与性能进行了分析和研究。研究结果表明:
(1)AN/MA(85/15)共聚物中两单体单元的摩尔组成和两单体的摩尔投料比接近。
(2)采用水相沉淀聚合法制备的AN/MA(85/15)共聚物具有大的分子量,数均分子量和重均分子量分别为53,597(Mn)和109,467(Mw),分子量分布指数为2.0。
(3)13C NMR结果表明,AN/MA(85/15)共聚物中AN单元的数均序列长度为10,小于AmlonR的13,MA单体单元对相邻氰基偶合作用的消除明显,该共聚物的立构规整度为51%m和49%r。
(4)MicroPCMs的加入,对混合物的热性能产生了一定的影响,随着MicroPCMs含量的增加,混合物的玻璃化转变温度(Tg)呈上升的趋势,分解温度(Td)呈下降的趋势。
(5)热压成型的混合物薄片的结构致密、无气泡,含有20wt% MieroPCMs的混合物薄片的热焓高于20 J/g,热焓效率大约为70%,薄片的动态热机械性能随着MicroPCMs含量的增加,储能模量(E’)降低。
(6)将混合物在190~210℃下熔融纺丝,制备的初生纤维无气泡,粗细均匀,表明混合物的可纺性良好。
(7)随着MicroPCMs含量的增加,纤维的熔融焓(△Hm)和结晶焓(△Hc)增加,当MicroPCMs的含量为20 wt%时,热焓可达到21J/g,热焓效率为70%。
(8)初生纤维的拉伸强度和断裂伸长率随着MicroPCMs含量的增加呈下降的趋势。