编号：FTJS106921
篇名：杂环芳纶基气凝胶纤维的制备与性能研究
作者：张法英 王彦 胡祖明 于俊荣
关键词：杂环芳纶 氧化还原湿法纺丝 气凝胶纤维 力学性能 比表面积 孔隙率
机构：东华大学材料科学与工程学院材料纤维改性重点实验室
摘要：以5(6)-氨基-2-(4-氨基苯)苯并咪唑(PABZ)、对苯二甲酰氯(TPC)为原料合成含有咪唑基团的杂环芳纶聚合物(PABI),然后以PABI/金属钴离子(Co2+)溶液作为纺丝液,质量比为955的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/过氧化氢(H2O2)混合溶液作为凝固浴,通过氧化还原湿法纺丝和冷冻干燥制得PABI基气凝胶纤维,研究了不同固含量(以质量分数计)的PABI/Co2+纺丝液制备的气凝胶纤维的化学结构、微观形貌、比表面积和孔结构、力学性能、热稳定性。结果表明:PABI和Co2+之间的弱配位相互作用使纺丝溶液具有良好的流动性和可纺性,能快速均匀地氧化成具有均匀三维交联网络结构的纤维,且网络结构比较密实;当纺丝液中咪唑基团/Co2+摩尔比为7:1时,PABI/Co2+纺丝液的损耗模量和储能模量均较大,可提供较佳的交联点密度,以保持气凝胶纤维均匀的介孔结构和高的强度;当PABI/Co2+纺丝液固含量为6%时,制备得到的气凝胶纤维的比表面积为127.51 m2/g,孔隙率为81.41%,拉伸强度为(11.19±0.47)MPa,具有较高的孔隙率、比表面积及良好的力学性能;气凝胶纤维的最大热分解温度为554.58℃,与PABI接近,且热分解残碳含量高于PABI,具有较好的热稳定性。
