聚丙烯腈（PAN）纖維是一種非常重要的合成纖維,其手感蓬松柔軟,具有優(yōu)良的保暖性、耐光性與耐氣候性,廣泛地應(yīng)用于服裝以及工業(yè)等領(lǐng)域。但是,PAN纖維極易燃燒,其極限氧指數(shù)（LOI）值僅為17%左右。除此之外,PAN在燃燒過程中還會(huì)產(chǎn)生CO、HCN以及乙腈等有毒氣體。與此同時(shí),傳統(tǒng)的阻燃PAN纖維通常是采用氯乙烯或偏氯乙烯與丙烯腈的共聚物紡制而成的纖維,該纖維由于含有大量的鹵素,使得該纖維及其織物在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒煙氣,極易造成空氣污染,對(duì)人們的生命健康造成威脅。因此,無鹵阻燃聚丙烯腈產(chǎn)品的開發(fā)具有極其重要的意義和廣闊的發(fā)展前景。為提高PAN織物的阻燃性能,本文第一部分提出了將紫外光（UV）誘導(dǎo)光接枝聚合技術(shù)和溶膠-凝膠技術(shù)相結(jié)合制備阻燃PAN織物的方案。首先,采用紫外誘導(dǎo)光接枝聚合技術(shù),將甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）接枝到PAN織物表面得到PAN接枝GMA織物（PAN-g-GMA）,之后,用水合肼水溶液對(duì)PAN-g-GMA進(jìn)行胺化改性得到胺化的接枝織物（Am-PAN-g-GMA）。最后,采用磷雜化的硅溶膠對(duì)Am-PAN-g-GMA進(jìn)行后整理,制得阻燃聚丙烯腈織物（FR-PAN）... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聚丙烯腈在不同溫度下的熱降解產(chǎn)物經(jīng)過預(yù)氧化后，聚合物耐熱性有所提高，纖維在292℃～487℃范圍內(nèi)的失重率

第二章紫外光接枝-溶膠凝膠技術(shù)制備阻燃聚丙烯腈織物19節(jié)pH至2.5。然后，在室溫下水解4h，得到澄清的溶膠溶液。隨后，在制備的溶膠溶液中加入8mL植酸（70wt%），并在室溫下繼續(xù)攪拌1h，得到磷雜化的硅溶膠。將制備的Am-PAN-g-GMA用溶膠溶液浸漬30min，然后在60℃下干燥30min，并在150℃下固化2min得到FR-PAN。FR-PAN的制備工藝路線如圖2-2所示。圖2-2阻燃聚丙烯腈織物的制備路線圖2.3性能測試及表征2.3.1接枝率的計(jì)算聚丙烯腈織物的接枝率（GP%），按照增重法進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算公式如下所示。GP%=(W2W1W1)×100%（2-1）其中W1為織物接枝前的初始質(zhì)量，W2為織物接枝后的重量。因?yàn)榻又椢镫S著接枝率的增加會(huì)變的堅(jiān)硬，因此，為了保持織物柔軟的手感，本研究選用接枝率為35wt%的PAN織物來制備阻燃PAN織物。

第二章紫外光接枝-溶膠凝膠技術(shù)制備阻燃聚丙烯腈織物232.4.3表面元素組成分析織物表面的化學(xué)組成用X射線光電子能譜表征，如圖2-4和表2-4所示。所有樣品在532,405和286eV處分別出現(xiàn)三個(gè)典型的吸收峰，分別對(duì)應(yīng)于O1S、N1S和C1S。對(duì)于PAN-g-GMA，O1S和C1S的吸收峰與原始聚丙烯腈織物相比顯著增加，這歸因于GMA基團(tuán)的成功接枝。對(duì)于阻燃聚丙烯腈織物，在104eV和134eV出現(xiàn)兩個(gè)新的吸收峰，分別對(duì)應(yīng)于Si2P和P2P衍射峰[84]。此外，O1S的吸收峰也明顯增加。由表2-3可知，Am-PAN-g-GMA中C與O含量較PAN-g-GMA織物均有輕微的下降，而N元素的含量則有所增加，這是因?yàn)榘坊饔迷黾恿丝椢镏蠳元素的含量，從而使得C和O元素的相對(duì)含量下降。從阻燃織物的XPS譜圖可以看出，其P2P吸收峰在133.4eV和133.8eV[85]處反褶積為兩個(gè)峰值，分別對(duì)應(yīng)于P=O和P-OH基團(tuán)。如表2-3所示，阻燃織物的Si和P的含量分別達(dá)到9.79%和5.75%。這歸因于涂層中磷酸鹽基團(tuán)和二氧化硅網(wǎng)絡(luò)的形成。為了更好地闡明阻燃織物的阻燃機(jī)理，對(duì)阻燃織物殘?zhí)康谋砻嬖睾窟M(jìn)行了分析。如表2-3所示，殘?zhí)康腃含量從43.28%增加到68.61%，這主要是由于植酸在熱解過程中促進(jìn)織物脫水和碳化，從而使殘?zhí)恐蠧元素含量增加[86]。與FR-PAN相比，N的含量從4.83%增加到9.02%。這可能是因?yàn)榭椢餆峤膺^程中產(chǎn)生的HCN進(jìn)一步促進(jìn)了聚丙烯腈的環(huán)化分解[28]。其環(huán)化反應(yīng)的機(jī)理如圖2-5所示。氧含量由35.77%下降到15.62%。其中一個(gè)原因是織物燃燒過程中結(jié)合水的流失。另一方面，早期熱裂解產(chǎn)生的殘?zhí)亢吞細(xì)浠衔镌诳諝鈿夥罩欣^續(xù)氧化形成CO和CO2，從而導(dǎo)致O含量的降低。同時(shí)，與未改性的聚丙烯腈織物相比，殘?zhí)恐蠵和Si的含量增加，表明P和Si在燃燒過程中均在固相中發(fā)揮重要作用，并最終留?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3292713