国产芳纶1313纤维(Newstar)的结构与性能研究

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在我国,芳纶1313纤维虽然已经实现了工业化,然而,对其结构与性能进行系统而全面研究的报道仍很少,从而也影响了国产芳纶1313纤维制品整体生产水平的提高,影响了国产芳纶1313纤维的应用领域。烟台氨纶股份有限公司生产的Newstar?纤维已经广泛应用于过滤材料领域,但在复合材料、服用面料等领域的应用方面,生产商依旧存在一定的顾虑,导致Newstar?国产芳纶1313纤维在复合材料、服用面料等方面的应用比较少。为了给Newstar?纤维在更多领域的应用提供一定的理论依据,消除生产商在使用上的顾虑,本文利用现代的各种测试手段对Newstar?纤维的结构以及其纤维、纱线、树脂浸渍处理的纱线的性能进行了系统的研究,并以其复合材料中的应用之一—Newstar?芳纶喇叭布成品为例,与国外芳纶1313纤维Nomex?(美国杜邦)和Conex?(日本帝人)进行了对比分析,研究比较三者之间的异同点。首先,本文利用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等现代测试方法,对Newstar?纤维的大分子组成、聚集态结构以及形态结构进行了研究。研究结果表明,Newstar?纤维的大分子结构和其它两种芳纶1313纤维相近;Newstar?纤维的结晶度为43.99%,取向度为82.1%,与其它两种国外所产芳纶1313纤维相比略高;Newstar?纤维的形态结构不如其它两种芳纶1313纤维,具体表现在其表面存在较多的斑点及裂纹。其次,本文对Newstar?纤维的机械性能和耐热性进行了分析。通过这部分分析发现,在常温下,与Nomex?纤维和Conex?纤维相比,Newstar?纤维的断裂强度稍高,其初始模量低于其它两种纤维,同时其拉伸断裂伸长率要小于其它两种芳纶1313纤维。Newstar?纤维的耐热性要差于其它两种芳纶1313纤维,尤其是在300℃以上时,Newstar?纤维的强伸保持率和其它两种纤维相比有很大的差距。再次,本文还对Newstar?纱线以及纱线经不饱和聚酯处理后的耐热性进行了研究。研究表明,由相同工艺纺制的具有同种细度和捻度的纱线(29tex×2),Newstar?纱线经高温处理后的强伸性变化趋势和其它两种芳纶1313纤维是基本一致的;而通过对三种芳纶1313纱线经不饱和聚酯处理后在高温条件下强伸性的变化趋势研究来看,三种芳纶1313纱线也没有明显区别。随后本文运用灰色聚类分析比较了Newstar?、Nomex?和Conex?三种芳纶1313纤维的综合性能,结果表明三种芳纶1313纤维的综合性能虽然有所差距,但这些差距比较小。最后,本文对Newstar?纤维开发出的电声材料—芳纶喇叭布的性能进行了研究,并与Nomex?和Conex?芳纶喇叭布做了对比。研究结果表明,由Newstar?纤维制成的电声材料(喇叭布)的性能和其它两种芳纶1313纤维的没有差别,说明Newstar?纤维可以在电声材料领域使用,达到了本文要消除生产商顾虑、扩大Newstar?纤维应用领域的目的。
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