杂化聚苯硫醚pps改性纤维的研究.pdf

太原理工大学硕士研究生学位论文杂化聚苯硫醚(PPS)改性纤维的研究摘要 UlIIIII Y2798248 随着雾霾天气的增多,我国环保机构加大对大气污染的治理力度,袋式除尘器需求强劲。PPS纤维凭借优异的耐高温、耐化学腐蚀性、自身阻燃性能成为高温气相和液相过滤领域的重要滤料之一。制作的滤袋是高温、,受到各国的特别关注。随着PPS纤维应用领域和需求量的不断增大,PPS纤维脆性大、高温下易氧化的缺陷,受到越来越多高校和科研单位的关注。针对上述问题,本课题选用表面固载高温抗氧剂的纳米Si02对PPS 纤维进行共混改性,旨在获得抗氧化性等综合性能较高的PPS改性纤维。本课题主要研究内容包括以下几个方面: 纳米Si02表面固载抗氧剂的研究:首先采用硅烷偶联剂KH560 在超声波的作用下,对纳米Si02进行烷基化处理;然后引入一种耐高温抗氧剂KYN-818,在超声化学的作用下反应,通过正交试验筛选出最佳的改性工艺,制得表面固载抗氧剂的改性纳米Si02。实验通过对表面羟基数和亲油化度的测试,讨论了超声温度、超声时间和超声功率对固载效果的影响。并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)SF]扫描电子显微镜(SEM)等测试方法对改性纳米Si02的结构和分散性进行了研究。研究表明,最佳超声化学工艺为温度60。C,时间40min,功率 80W。%。纳米Si02表面有抗氧剂KYN-818的存在, 且以化学键合的形式固载在其表面。且其表面羟基数减少,粒子间的相互作用力减弱,团聚现象得到改善。另外初步探讨了改性纳米Si02 的烷基化及其表面固载抗氧剂的改性机理。杂化PPS改性母粒的研究:将抗氧剂、纳米Si02以及改性纳米 Si02分别添加到PPS基体中,经双螺杆挤出机挤出、冷却、切粒, 制得杂化PPS改性母粒。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、SEM和FT-IR等仪器研究了不同添加材料和添加量对杂化PPS改性母粒结构与性能的影响。结果表明,抗氧剂与PPS之间没有形成新的官能团,单独添加抗氧剂对改善PPS的性能不如添加纳米Si02,其中改性纳米Si02对PPS热性能有较大提高,%,纳米Si02在PPS结晶过程中起到异相成核的作用;且与PPS基体有较好的分散性和相容性,没有出现明显的团聚现象,达到单分散的效果;通过XRD物相分析,纳米Si02中的 Si原子与PPS大分子上的S原子发生杂化反应;同时纳米Si02和抗氧剂的复配加入,晶粒尺寸变小,起到细化晶粒的作用,使PPS晶体紧密堆砌,结晶完善程度提高。杂化PPS改性纤维的研究: 改性纤维。采用DSC、声速仪、电子单纱强力仪、耐高温氧化测试等仪器和方法讨论了不同添加材料和添加量对杂化PPS改性纤维结构与性能的影响,并初探了杂化PPS改性纤维的抗热氧化机理。研究表明,纳米Si02和抗氧剂的复配,改善了杂化PPS改性纤维的聚万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文集态结构,最大断裂强度为3./dtex,动态OIT较单独添加纳米 。C,。C;且在230。C热处理 96h后,纤维的强度保持率最高能达90%,说明纳米Si02和抗氧剂能协同改善PPS纤维的抗热氧化性和耐热稳定性。同时初步探讨了改性纳米Si02在杂化PPS纤维热氧化过程中的抗氧化机理。关键词:聚苯硫醚(PPS)纤维,杂化改性,抗热氧化性,结构与性能 III 万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文 IV 万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文 RESEARCH OF HYBRID SULFIDE (PPS)MODIFIED FIBER AB STRACT With the increasing ofhaze weather,the national environmental protection agency increases the regulation of atmospheric pollution, leading tothe bag filterdemand fiberwith itsthermal stability,corrosion resistance selfflame retardant property e the one important filtermaterial ofhightemperature gasandliquid phases made by PP