通過沉析法制備芳綸1313沉析纖維,采用纖維長度測試、TGA、XRD和SEM等測試方法對沉析纖維的形貌結(jié)構(gòu)和性能進行表征,用脫水時間表征芳綸1313沉析纖維與短切纖維在抄紙過程中的脫水性能,并對紙張的力學(xué)性能及電絕緣性能進行研究。
芳綸沉析纖維的制備及性能:芳綸沉析纖維是將芳綸溶液加入凝固浴體系中高速剪切形成的,隨著聚合物溶液濃度、凝固浴性質(zhì)及剪切速率的改變,沉析纖維的厚度、長度、粘結(jié)性能、保水率等性能將發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn),芳綸沉析纖維具有良好的粘合和抱合性能,添加到芳綸紙或復(fù)合材料中可顯著提高紙張及復(fù)合材料的強度和撕裂性能,另外還能夠改善電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐輻射性等。
1.試驗原料 N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、無水 CaCl2,分析純,芳綸1313沉析纖維通過沉析法自制,芳綸1313樹脂和凝固液自制。
2.樣品制備 沉析纖維制備:采用贊歆機械連續(xù)式1313間位芳綸沉析機,以 DMAC和水的混合液作為凝固液,將一定濃度的芳綸1313樹脂和凝固液以特定配比同時泵送到設(shè)備中,芳綸1313聚合物在轉(zhuǎn)子的超高速剪切作用下形成沉析纖維,隨后經(jīng)過清水漂洗,抽濾 3~5 次得到沉析纖維樣品。
影響沉析纖維性能的因素:
1.原液稀釋濃度
2.剪切速率
3.凝固液組分
4.采用不同比濃對數(shù)黏度的樹脂
最終結(jié)論:
隨著芳綸 1313樹脂分子量的提高,制備出的沉析纖維長度增加。漿液性質(zhì)是影響沉析纖維形貌結(jié)構(gòu)的重要因素,具體表現(xiàn)為兩方 面:①漿液的表觀黏度;②漿液中的聚合物分子量。 漿液黏度和聚合物分子量控制著漿液在凝固液中 的分散細(xì)化過程。隨著聚合物分子量增加,芳綸 1313樹脂分子鏈之間的作用力增強,同樣濃度的聚 合物溶液,其表觀黏度更大,這個雙重作用使聚合物在凝固液中擴散時遇到的阻力增大[11] ,故形成沉 析纖維時,其長度更長。而要得到不同長度的沉析 纖維,需要綜合調(diào)節(jié)凝固液的組分、配比、剪切速度、溫度和原液濃度等。
1313間位芳綸沉析機裝備了一個特別設(shè)計的螺桿轉(zhuǎn)子,混合頭,分散頭, 如上圖所示垂直物料口進凝固液,側(cè)面物料口進芳綸原液。工作原理為利用特殊螺桿轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生吸料,并將高模量液晶態(tài)的原液連續(xù)均勻地導(dǎo)入快速流動的沉析劑中,經(jīng)剪切腔混合反應(yīng)后被瞬間剪切分散,沉析出羽絨狀的短纖維,由于混合液與原液在混合前是互相不接觸的,只有在混合前的瞬間,原液被彌散狀導(dǎo)入混合液之中,所以沉析出來的纖維更細(xì),比表面積大,均勻度高。芳綸沉析設(shè)備是一個在線式連續(xù)工作的過程,可以省去罐和其他一些輔助設(shè)備,這樣就節(jié)省了成本和操作上的花費。在生產(chǎn)過程中,GLC 具有很大的靈活性,同時也允許較高的物料密度。
型號參數(shù)表供參考:
型號 | 流量 L/H | 功率 kW | 液體/樹脂/出口連接 DN |
ZK-LC2000/4 | 300 | 4 | 50/15/15 |
ZK-LC2000/5 | 3000 | 7.5 | 50/25/32 |
ZK-LC2000/10 | 10000 | 22 | 80/50/65 |
ZK-LC2000/20 | 20000 | 37 | 125/80/100 |
ZK-LC2000/30 | 40000 | 55 | 150/80/100 |
ZK-LC2000/40 | 80000 | 75 | 200/100/150 |