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聚丙烯腈(PAN)纤维具有较高的耐热性能,具有对日光和大气、化学试剂等的稳定性及耐霉菌性,使其广泛用于消费纺织品和产业用纺织品。PAN纤维的产品规格也在逐渐走向多样化、差别化,PAN浆粕是其差别化产品之一,与价格昂贵的芳纶(PPTA)浆粕相比具有更大的比表面积,能够更好地与基材进行复合,与具有环境公害的石棉相比,具有竞争优势,被广泛用于密封、摩擦、增强材料领域。 本论文提出了一种制备PAN浆粕的沉析方法,即将一定浓度粘稠的PAN/DMAc浆液注入高速剪切流动的DMAc/水组成的凝固液中,液滴在剪切流动过程中被逐渐拉长发生形变、凝固、原纤化而形成PAN浆粕。PAN浆粕的长径比及比表面积的大小可以通过沉析工艺进行调整,该工艺省去了复杂的纺丝切割帚化过程,为PAN浆粕的制备开辟了新的途径。 首先通过旋转粘度、落球粘度及凝固性能的测定研究了PAN/DMAc浆液的性质。PAN浆液的浓度和粘度对浆液在凝固浴中分散、凝固、细化、浆粕成形有重要影响。随温度升高,浆液粘度呈指数关系下降,凝固值略有上升,凝固条件缓和;氯化锂的加入能在不降低聚合物浓度的情况下显著降低浆液的粘度。 研究了各个工艺参数对PAN浆粕沉析成形的影响。系统地研究了沉析法制备PAN浆粕的工艺条件,包括浆液浓度与温度、凝固浴浓度与温度、剪切速率及剪切时间对浆粕的比表面积和长径比的影响。提高剪切速率、延长剪切时间、提高浆液和凝固浴温度、降低浆液浓度对PAN浆粕的成形有利。沉析法制备得到的PAN浆粕典型参数如下:长度为0.5～2.4mm,宽度(直径)为7～20um,堆积密度为10～25g/L,比表面积达35～80m~2/g。 通过在PAN浆液中加入聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)对PAN浆粕进行共混改性,利用PAN/PMIA的微观相分离和凝固性能上的差异来提高PAN浆粕的比表面积。研究了PAN/PMIA的相容性,共混浆液的性质以及对浆粕成形的影响,表明PAN、PMIA能共同溶解于DMAc溶剂中,形成透明无分层的稳定浆液;