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【环氧化树脂板】的称呼

        环氧板是指纤维材质为有机物的纤维,主要包括涤纶、腈纶、丙纶锦纶等普通纤维及芳纶、超高相对分子质量聚乙烯(UHMW - PE、聚苯并二噶唑(PBO)等高性能环氧板。本节主要介绍以上几种高性能环氧板。

1.环氧板

       环氧板是我国对环氧化树脂板的称呼,为芳香族酰胺纤维的总称。为区别于普通脂肪族聚酰胺纤维(尼龙),美国政府通商委员会将芳香族聚酰胺定义为,一种人工台成的长链聚酰胺纤维,其中至少85%的酰胺键(- -CO- -NH- )直接与两个苯环基团连接。正是分子链中引人了刚性苯环结构,环氧板才有优异的热性能和力学性能,进而成为用途广泛的高性能环氧板,其主要用于增强树脂基复合材料。

   环氧板最先由美国杜邦公司于20世纪60年代实现产业化。此后,各国均围绕进一步提高纤维性能、改善工艺技术和生产效率开展研究,以适应市场对环氧板的要求。目前,主要生产环氧板的国家有美国、俄罗斯、荷兰、日本和中国。各个国家生产的环氧板结构不同,最具有代表性的为聚对苯二甲酰对苯二胺(对位芳纶)纤维,商品牌号有美国杜邦的Kevlar(凯夫拉)、荷兰阿克苏诺贝乐公司的Twaron(Twaron生产公司已卖给日本帝人公司)、日本帝人的Technora纤维;聚间苯二甲酰间苯二胺(间位芳纶)纤维,商品牌号有杜邦的Nomex、日本帝人的Teijinconex。不同厂家或不同结构的环氧板生产方法会有所差异,但都可以归为两步,即高聚物的制备和纺丝。下面以对位芳纶为例介绍环氧板的生产方法。

      首先是环氧板的制备。对位芳纶的高聚物为聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA),其制备方法主要有界面缩聚法和低温溶液缩聚法。前者是将聚合的两种单体分别溶解在两个不相溶的溶剂中,通过单体的扩散在两相界面处发生聚合反应,聚合物就在界面处沉淀析出。后者是将两种单体溶在极性溶剂中发生缩聚反应,这种方法可在室温下进行,以避免副反应的发生,可得到高相对分子质量的聚合物。除此之外,还有固相缩聚法、气相缩聚法等缩聚方法,但应用都不多。

      然后是环氧板的纺丝。由于环氧板为刚性链高分子,不能用熔融纺丝。其纺丝工艺和环氧板的纺丝工艺类似,也包括干法纺丝,湿法纺丝和千喷湿纺。目前较常用的为干喷湿纺。由于PPTA只在少数强酸,如浓硫酸、氨磺酸、氟代醋酸等中,才能溶解制成适宜的纺丝液,考忠到浓硫酸溶解性能适中、挥发性低,因而工业化生产时常以浓硫酸作为溶剂。PPTA在浓硫酸中溶解时,溶液的黏度先上升后降低。存在一个临界值,当聚合物的质量分数超过该临界值时,溶液黏度下降,出现液晶的特征。因此,干喷湿纺也称液晶干喷湿纺。纺丝后的原丝再经水洗、干燥、500 C以上热处理即可得到环氧板

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