论文部分内容阅读
聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）是芳香族杂环刚性链高分子化合物,由该刚性链聚合物通过液晶纺丝法成型的PBO纤维具有超高拉伸强度和模量、耐高温及阻燃等优异特性。但PBO纤维的紫外稳定性较差,这已缺陷极大地限制了PBO纤维广泛的应用。因此,提高PBO纤维的紫外稳定性成为一个关键问题。本文采用物理改性的方法,由4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）和对苯二甲酸（TPA）,再加入一定比例的抗紫外剂,在多聚磷酸（PPA）介质中共缩聚制备了不同类型、不同含量抗紫外剂的改性PBO液晶聚合物,将聚合得到的PBO液晶溶液经干喷湿纺得到一系列抗紫外PBO纤维。对改性前后的PBO纤维紫外稳定性的变化进行了深入的研究,同时总结了PBO纤维紫外老化降解的原因和机理。通过原位聚合、液晶纺丝制备了含有机抗紫外剂2,2’-（1,2-乙烷二基）双（4,1-亚苯基）双苯并噁唑（UVA）的PBO共混纤维。添加UVA后,PBO纤维经紫外光照射和自然光老化后强度保持率有较大提高,紫外加速老化310h后未添加UVA的纤维拉伸强度保持率仅为44.17%,添加0.2%UVA的纤维拉伸强度保持率为64.84%;特性粘度保持率也同时得到了一定提高;UVA的加入能在一定程度上延缓纤维由于紫外加速老化造成的表面损伤。而且UVA的含量越高,得到的共混纤维具有越好的紫外稳定性。采用上述方法制备了含纳米TiO2（混合型DLS和纯金红石型r-TiO2）的PBO共混纤维。采用合适的技术可实现纳米TiO2在PBO基体中的良好分散。TiO2的加入,使得PBO纤维经紫外光照射后强度保持率有很大提高,照射310h后未加入TiO2的纤维保持率仅为44.17%,添加1%DLS的纤维保持率为62.26%,添加2%DLS的纤维保持率为48.75%,而添加1.5%r-TiO2的纤维保持率达到了81.39%。同时还提高了PBO纤维的特性粘度保持率,热稳定性等。其中添加1.5%r-TiO2的纤维具有最好的抗紫外效果,而添加2%DLS的纤维抗紫外效果不如添加1%DLS的纤维好。结合PBO纤维紫外加速老化试样的拉伸强度、特性粘度、SEM、拉曼光谱及红外光谱等测试结果,提出了PBO纤维可能的紫外老化降解机理,即PBO的紫外老化过程首先是噁唑环上C-O键和C-N键发生断裂,从而引发PBO大分子链发生开环反应。接着伴随了少量的进一步降解反应,在噁唑环的开环反应后继续降解生成DAR。