氨綸是一種粘彈性材料,得益于其獨特的軟硬嵌段分子結(jié)構(gòu),使其具有諸如高回彈性、耐磨耐腐蝕性、耐氧化性等優(yōu)異性能。氨綸分子內(nèi)部具有多種氫鍵、微相分離、結(jié)晶等微觀結(jié)構(gòu),這些微觀結(jié)構(gòu)的變化將會直接影響到它的粘彈性�；谄鋺�(yīng)用的廣泛性,對其動態(tài)粘彈性進行研究,以期能根據(jù)用途和應(yīng)用場景制備合適的氨綸材料,從而保證材料在元器件上安全可靠高效的運行。本研究以本質(zhì)安全化為指導方針,從氨綸的制備過程著手,改變聚四氫呋喃(PTMG)分子量、N,N-二甲基乙二胺(N,N(24)-EDA)與丙二胺(EDA)的比例和羅拉比大小制備獲得三組氨綸,采用動態(tài)力學分析測試(DMA)獲取其粘彈性,結(jié)合其力學和微觀方面的性能變化,研究了動態(tài)粘彈性與制備條件之間的關(guān)系。主要研究內(nèi)容如下:1)采用干法紡絲,選用分子量為1.4k、1.8k、2.2k、2.6k及3.0k的PTMG;N,N(24)-EDA:EDA比例為0/68、8/60、11/57及14/54的擴鏈劑;改變羅拉比比例為1.3、1.4、1.5及1.6制備獲得三組共13種氨綸。2)通過對其微觀結(jié)構(gòu)以及力學性能的測試,發(fā)現(xiàn):隨著氨綸軟段分子量的增大,其斷裂強力先減小后增大,在分子量為2.2k時,出現(xiàn)最大值為62.79 cN,斷裂伸長率、氨基甲酸酯基X_b和結(jié)晶度(X_c)都是先增大后減小;隨著N,N(24)-EDA/EDA擴鏈劑比的逐漸增大,斷裂伸長率逐漸下降,斷裂強力出現(xiàn)先減小后增大,氨基甲酸酯基X_b程度逐漸增大,X_c的變化與軟段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)變化剛好相反,X_c逐漸減小,最大為20.50%;當羅拉比不斷增大時,脲羰基X_b先增大后減小,最大為63.79%,X_c與脲羰基X_b的變化一致,在羅拉比為1.4時最大為24.29%。3)通過對其動態(tài)力學溫度譜的分析,發(fā)現(xiàn)隨著PTMG分子量的增大,初始儲能模量(E~((24)))先減小后增大,最小值為37.51N/Tex,損耗模量(E~?)峰值呈現(xiàn)E~((24))相同的規(guī)律,且最小值為2.98 N/Tex;隨著N,N(24)-EDA/EDA比的增大,纖維的初始E~((24))逐漸減小,最小值為的32.78 N/Tex,E~?峰值也隨N,N(24)-EDA逐漸減小,軟鏈段的T_g表現(xiàn)出依次增加的趨勢;損耗因子上的半峰寬隨擴鏈劑比的增大依次增大,纖維耐熱性變好;隨著羅拉比的增大,纖維的初始E~((24))先增大后減小,羅拉比在1.4處出現(xiàn)最大值為51.47 N/Tex,E~?峰值也隨羅拉比的增大逐漸減小,軟鏈段的T_g變化趨勢為先減小后增大的。4)三種氨綸在1、5、10及25 Hz下的溫度譜隨著頻率的增大依次右移,且T_g依次增大。通過時溫等效原理疊加獲得的主曲線跨越了20個數(shù)量級,頻率從10~(-2)~10~188 Hz范圍內(nèi)增長時,儲能模量依次由最小值3.98 N/Tex逐漸增大到最大值39.81 N/Tex;采用Williams和Ferry的松弛時間譜計算方法獲得松弛時間譜,發(fā)現(xiàn)分子鏈段的松弛時間主要集中在10~(-10)~10~(-15) s附近;通過對四種氨綸?轉(zhuǎn)變松弛活化能((35)H)進行計算,獲得氨綸的(35)H在238.01~268.15 kJ/mol。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ342
【部分圖文】：

圖 2-2 制備獲得的氨綸樣品比例氨綸的制備過程例氨綸的制備過程與不同軟段分子量氨綸的制備 PTMG 作為軟段，PDA 的量保持不變，改變 N8/60、11/57 及 14/54，制備獲得了四種不同擴鏈劑比例氨綸的制備過程是在制備工藝過程中，氨綸通過卷繞機的速度之比 線速度之比，如公式（2-1）所示。12= 卷繞機卷繞機羅拉比 機的線速度。

圖 2-3 氨綸卷繞成型過程品紡絲，改變制備條件，獲得不同 PTMG 分子量、不同擴 種氨綸，列于表 2-1 中。表 2-1 不同氨綸樣品參數(shù) 規(guī)格1.4k 1.8k 2.2k 2.6k 0/68 8/60 11/57 14/54 1.3 1.4 1.5 1.6

產(chǎn)的 Q20 型差示掃描量熱儀，進行，長度小于 1 mm，稱取 3 5 mg 平溫以 20 ℃/ min 的速度，快速下降到進行實驗，N2流速為 60 mL/min。生產(chǎn)的 Q800 型動態(tài)力學分析儀（D軟段分子量及羅拉比三種氨綸絲進為 6 mm 的近似薄膜狀，如圖 2-4 所1 Hz，預(yù)加張力為樣品總旦數(shù)乘以 0，先以 20 ℃/min 的速度降溫至-1

【參考文獻】

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本文編號：2833851