雜環(huán)芳綸基氣凝膠纖維的制備與性能研究

編號(hào)：FTJS106921

篇名：雜環(huán)芳綸基氣凝膠纖維的制備與性能研究

作者：張法英 王彥 胡祖明 于俊榮

關(guān)鍵詞： 雜環(huán)芳綸 氧化還原濕法紡絲 氣凝膠纖維 力學(xué)性能 比表面積 孔隙率

機(jī)構(gòu)： 東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料纖維改性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 以5(6)-氨基-2-(4-氨基苯)苯并咪唑(PABZ)、對(duì)苯二甲酰氯(TPC)為原料合成含有咪唑基團(tuán)的雜環(huán)芳綸聚合物(PABI),然后以PABI/金屬鈷離子(Co2+)溶液作為紡絲液,質(zhì)量比為955的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/過氧化氫(H2O2)混合溶液作為凝固浴,通過氧化還原濕法紡絲和冷凍干燥制得PABI基氣凝膠纖維,研究了不同固含量(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))的PABI/Co2+紡絲液制備的氣凝膠纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀形貌、比表面積和孔結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明:PABI和Co2+之間的弱配位相互作用使紡絲溶液具有良好的流動(dòng)性和可紡性,能快速均勻地氧化成具有均勻三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的纖維,且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較密實(shí);當(dāng)紡絲液中咪唑基團(tuán)/Co2+摩爾比為7:1時(shí),PABI/Co2+紡絲液的損耗模量和儲(chǔ)能模量均較大,可提供較佳的交聯(lián)點(diǎn)密度,以保持氣凝膠纖維均勻的介孔結(jié)構(gòu)和高的強(qiáng)度;當(dāng)PABI/Co2+紡絲液固含量為6%時(shí),制備得到的氣凝膠纖維的比表面積為127.51 m2/g,孔隙率為81.41%,拉伸強(qiáng)度為(11.19±0.47)MPa,具有較高的孔隙率、比表面積及良好的力學(xué)性能;氣凝膠纖維的最大熱分解溫度為554.58℃,與PABI接近,且熱分解殘?zhí)己�量高于PABI,具有較好的熱穩(wěn)定性。