聚醚酮酮特性研究和超细纤维的制备

摘要

聚醚酮酮(PEKK)是一种性能优良的特种工程塑料，它具有很好的耐高温性能、尺寸稳定性好、耐腐蚀、阻燃、抗污等，在医疗卫生、电子器件、航空航天、机械制造等领域有着广泛应用。凭借PEKK本身的良好特性和超细纤维直径小、孔隙率高的特点，PEKK纤维在水处理、高性能催化剂、电池隔膜等方面有很好的应用前景。本课题主要对PEKK的各项物理性能进行了测试，并使用静电纺丝技术制备了PEKK超细纤维，主要研究内容如下：
　　1、本课题使用山东凯盛新材料有限公司的几种国产化原料，使用DSC、TGA、XRD等测试手段研究了几种国产化PEKK物料性能，根据对其热性能、结晶度、加工能力的初步分析，得出其可以用于静电纺丝的基本条件，也为其使用其它加工成型方法提供了参考。
　　2、对PEKK溶液静电纺丝规律进行了实验研究，使用了不同的纺丝参数进行纺丝实验。实验中主要控制的加工参数有纺丝电压、距离、流量和纺丝液浓度，并且成功制备了PEKK超细纤维。得到了PEKK溶液纺丝的一般规律，并且比较了不同加工参数的影响强弱关系。通过适当降低溶液浓度、流量较小、电压较高时容易获得缺陷较少、直径小的PEKK超细纤维。对PEKK纤维进行红外测试发现，PEKK和浓硫酸之间没有发生磺化反应。其耐热性测试结果显示，PEKK纤维的玻璃化温度和熔点有所降低，热分解温度基本不变。
　　3、为了提高纺丝效率，进行了相应的离心静电纺丝实验。通过一系列实验，分析了PEKK离心静电纺丝的可纺性，并且对不同的纺丝参数也做了实验研究。PEKK可以成纤的临界电压为8KV，临界转速为720r/min。在电压足够高的情况下，提高电机转速对于获得形态良好的纳米级PEKK纤维十分有效。在离心静电纺丝实验中主要研究了纺丝电压、电机转速、纺丝液浓度三个参数。在PEKK纤维的结晶度分析中发现，PEKK纤维都变为无定型，结晶结构遭到破坏。纤维的耐热性结果也显示，纤维的耐热性和原料相比下降程度较多。尤其是其玻璃化温度下降明显，但是其热分解温度基本保持不变。

目录

声明

摘要

主要符号表

第一章 绪论

1．1 聚醚酮酮概述

1．2 聚醚酮酮合成

1．3 聚醚酮酮的应用

1．3．1 航空航天

1．3．2 医疗器械

1．3．3 电子电气

1．4 静电纺丝概述

1．4．1 静电纺丝材料选择

1．4．2 功能纳米纤维

1．5 离心静电纺丝概述

1．5．1 离心静电与多技术结合纺丝

1．5．2 离心纺丝装置

1．5．3 纺丝理论及纺丝规律

1．6 本论文的研究意义

1．7 本论文的主要研究内容

第二章 聚醚酮酮特性研究

2．1 聚合物特性对静电纺丝可纺性的影响

2．2 实验部分

2．2．1 主要原料

2．2．2 主要仪器及设备

2．2．3 结果与讨论

2．3 本章小结

第三章 溶液静电纺丝制备PEKK超细纤维

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 主要原材料

3．2．2 主要仪器与设备

3．2．3 PEKK溶液静电纺丝

3．2．4 测试表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 纺丝电压对PEKK纤维直径的影响

3．3．2 纺丝距离对PEKK纤维直径的影响

3．3．3 流量对PEKK纤维直径的影响

3．3．4 溶液浓度对PEKK纤维直径的影响

3．3．5 水接收法制备PEKK超细纤维

3．3．6 PEKK纤维红外光谱(FTIR)分析

3．3．7 PEKK纤维热性能分析

3．4 本章小结

第四章 离心溶液静电纺丝制备PEKK纳米纤维

4．1 前言

4．2 PEKK离心溶液静电纺丝实验

4．2．1 实验原料

4．2．2 实验装置

4．2．3 PEKK离心静电纺丝实验

4．2．4 测试表征

4．3 结果和讨论

4．3．1 溶液离心静电纺丝原理及影响因素

4．3．2 PEKK可纺性研究

4．3．3 电压对PEKK纤维直径的影响

4．3．4 电机转速对PEKK纤维直径的影响

4．3．5 溶液浓度对纺丝纤维的影响

4．3．6 PEKK纤维产量

4．3．7 PEKK纤维结晶度随纺丝条件变化规律

4．3．8 PEKK纤维热性能

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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