国产含杂环的芳香族聚酰胺纤维的热分解动力学-论文.pdf

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1、第4O卷第4期东华大学学报(自然科学版)Vo1．40，NO．42014年8月J0URNAIOFDONGHUAUNIVERSITY(NATURAISCIENCE)Aug．2014文章编号：1671—0444(2014)04—0379—06国产含杂环的芳香族聚酰胺纤维的热分解动力学杨锐，陈蕾，于俊荣，王彦，诸静，胡祖明(东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海201620)摘要：通过热重分析，考察并比较了国产含杂环的芳香族聚酰胺纤维F一12纤维和芳纶Ⅲ的热分解过程及动力学．在不同升温速率(5，10，15，20℃／rain)下

2、，获得热重和微分热重曲线，并采用Kissinger，Friedman，Flynn—Wall—Ozawa3种热分析方法，对F一12纤维和芳纶Ⅲ的热分解动力学行为进行了对比研究，得到了两者的热分解反应动力学方程．研究结果表明，F一12纤维的热稳定性稍优于芳纶Ⅲ．关键词：F一12纤维；芳纶Ⅲ热分解；热重分析；非等温动力学中图分类号：TQ340．7文献标志码：AKineticsofThermalDecompositionofDomesticHeterocyclicAromaticPolyamideFibersYANGRui，CH

3、ENLei，y【，Jun—rong，WANGYan，ZHUJing，HUZu—ruing(StateKeyLaboratoryforModificationofChemicalFibersandPolymerMaterials，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China)Abstract：TheprocessesofthermaldecompositionandkineticsanalysisofF一12fiberandaramidfiber111werestudiedandcompar

4、edbythermo．gravimetric(TG)anddifferentialthermo．gravimetric(DTG)analysis．ThethermalbehaviorsandkineticparametersofF一12fiberandaramidfiberⅢatdifferentheatingrates(5，10，15，2O℃／min)wereinvestigatedbasedonKissinger，FriedmanandFlynn·wal1-OzawamethodsbyTG—DTG。bothofthe

5、kineticequationsofthermaldecompositionwereobtained．TheresearchresultsshowthatthethermalstabilityofF一12fiberisbetterthanthatofaramidfiberⅢ．Keywords：F一12fiber；aramidfiber11I；thermaldecomposition；thermo—gravimetricanalysis；non—jsotherma】kjnetiCS全芳香族聚酰胺泛指至少85的酰胺键和两个具

6、有优异的拉伸强度、耐热性和韧性．芳环相连的长链合成的聚酰胺，由此类聚合物制得的PPTA纤维虽然具有高比强度和比模量，但是纤维称为芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶)，是一种具有单位面积的力学性能比钢丝差，耐热性还不够高．如高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等优异性能的高果从分子结构上引入杂环基团，限制分子构象的伸性能纤维．其中，聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)分子张自由度，增加主链上的共价键结合能，就有可能大结构上的酰胺基团被芳环分离且与苯环形成共轭幅度提高纤维的模量、强度和耐热性．其中，F一12纤效应，分子链节呈平面刚性伸直链

7、，因此，PPTA纤维维和芳纶Ⅲ均是国内近年来研制成功的具有三元共收稿日期：2013—05—20基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB606103)；国家“八六三”高技术研究发展计划资助项目(2012AA03A212)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(11D10625)作者简介：杨锐(1989)，女，山东淄博人，硕士研究生，研究方向为杂环芳纶的耐热性机理．E—mail：yangrui@mail．dhu．edu．cn陈蕾(联系人)，女，副研究员，E—mail：chenlei@dhu．edu．

8、CI1380东华大学学报(自然科学版)第4O卷聚芳杂环酰胺结构的纤维，属于杂环芳纶．在其制备和微分热重(TG—DTG)曲线分别如图2和3所示过程中，将对苯二胺和第三单体苯并咪唑二胺溶解在反应溶剂中，然后缓慢加入对苯二甲酰氯进行三元共缩聚反应，得到均匀的聚合液，进行纺丝制得纤维原丝，再经后处理得到纤维成品丝，化学结构式