PAN-DMSO溶液流變特性及其對初生纖維結構的影響.pdf

1、本論文在PAN/DMSO溶液已有的流變性能基礎上，借助于旋轉流變儀、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、紫外可見分光光度計和光學顯微鏡等表征方法研究了不同組成紡絲溶液的流變特性（包括非牛頓指數(shù)、粘流活化能和粘彈性轉變點）；探討了濕法紡絲時擠出剪切速率對初生纖維的聚集態(tài)結構、形態(tài)結構（表面和截面）以及DMSO殘留量的影響；最后對零剪切下紡絲溶液的相分離過程進行了分析。 PAN/DMSO溶液的流變特性對濕法紡制PAN

2、纖維的過程產(chǎn)生重要影響。通過研究紡絲溶液的流變特性，可以發(fā)現(xiàn)：擠出剪切速率和溶液組成越低、溫度越高時，紡絲溶液越接近于牛頓流體（非牛頓指數(shù)n值越接近于1）；溶液組成越高、擠出剪切速率越低時，紡絲溶液的粘流活化能越大；溫度越低，溶液組成越高時，紡絲溶液的粘彈性轉變所對應的頻率越低； 擠出剪切速率不僅對噴絲孔內(nèi)的大分子形態(tài)產(chǎn)生影響，而且也影響著PAN初生纖維的結構。研究發(fā)現(xiàn)：隨著擠出剪切速率的增加，初生纖維的結晶度增大，晶粒尺寸減小

3、；擠出剪切速率增加以后，初生纖維的表面產(chǎn)生了沿著軸向分布的溝槽。且剪切速率越高，溝槽越深，規(guī)整性越好；截面開始變得不均勻，出現(xiàn)了一些大孔，并且可以觀察到明顯的“皮芯”結構；隨著擠出剪切速率的增加，初生纖維中的二甲基亞砜（DMSO）殘留量也在增加；同時為使PAN/DMSO溶液有很好的流動性能，也為獲得表面溝槽均勻、缺陷少、晶粒尺寸小且結晶度高的致密均勻的初生纖維，擠出的最佳剪切速率應該在10000s-1左右。 通過研究零剪切下時間