以E44环氧树脂(EP)为基体、T700单向碳纤维(CF)布为增强体,在挤压力为1～5MPa条件下,采用液态浸渗的方法制备CF/EP复合材料层合板,研究了挤压力对CF/EP复合材料层合板微观组织及弯曲性能的影响.结果表明:挤压力过低影响EP基体的浸渗效果,CF不能发挥增强体作用,挤压力过高会将已经浸渗到CF预制体的EP被部分压出;挤压力为3 MPa时,EP基体在CF中浸渗充分且均匀,纤维与基体结合紧密,浸渗效果好,有效增强了复合材料的承载能力;随着挤压力的增大,CF/EP复合材料的弯曲强度和最大弯曲力均呈现先增大后降低的趋势,当挤压力为3 MPa时,CF/EP复合材料的弯曲强度和最大弯曲力均最大,分别为465 MPa、383.17 N;制备CF/EP复合材料层合板的最佳挤压力为3 MPa,此时复合材料断裂整齐,基体的断裂模式为韧性断裂,复合材料的弯曲性能最佳.
综述了生物基聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)的合成技术,分析了各种合成方法的优缺点,介绍了 PEF的应用现状,并对PEF的合成技术产业化及应用前景进行了展望.PEF的合成技术主要包括溶液缩聚法、熔融缩聚法、熔融-固相缩聚法及开环缩聚法,其中熔融缩聚法由于效率高、耗能少、用时短、过程稳定等优势应用最广泛,熔融缩聚法又可分为直接酯化-熔融缩聚法和酯交换-熔融缩聚法,这两种技术路线比较适合PEF的工业化生产.PEF在力学性能、耐高温性、阻气性等方面均优于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),主要应用在饮料瓶、薄膜等包装材料及纺织品等领域.在PEF的合成技术研究方面,直接酯化-熔融缩聚法将成为合成PEF的主流方法,今后应进一步制备出低成本催化剂、注重反应过程中催化剂的选择、抑制副反应发生、提高PEF的相对分子质量;在PEF的性能及应用方面,通过各种改性技术的不断研发,PEF有望替代PET在食品包装、纺织品、电子及汽车等领域广泛应用.
2023年8月1日,江苏恒力化纤股份有限公司(简称恒力化纤)400 kt/a高性能特种工业丝智能化生产项目分期建设的16条生产线已建成8条并投产,可年产200 kt高性能特种工业丝.该项目总投资32.08亿元,采用国际领先的固相增黏装置、多头纺工业丝纺丝设备、智能物流仓储系统,运用多项自主研发的专利技术,主要产品为超高强、超细旦、高阻燃、抗蠕变、超低缩等高性能差别化工业丝,可应用于交通、环保、海洋、土工、吊装等特种领域.
2023年7月26日,日本化纤协会《新闻稿》发表了日本2023年6月化学纤维生产与库存概况. (1)生产动向 化学纤维产量55 113 t,同比下降9.3％,其中合成纤维产量41 835 t,同比下降13.9％. 从主要品种看,锦纶长丝产量4 721 t,同比下降2.0％;腈纶短纤维产量6 565 t,同比下降20.1％;涤纶长丝产量7 219 t,同比下降9.8％;涤纶短纤维产量3 884 t,同比下降29.5％.
2023年8月30日,从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所合成微生物学研究组周雍进研究员团队在木质纤维素生物炼制方面取得新进展.研究团队以多形汉逊酵母作为细胞催化剂,将木质纤维素生物炼制高效合成脂肪酸和3-羟基丙酸等化学品.该项研究有望为可再生原料生物转化合成高附加值化学品奠定基础.
2023 年 7 月 4 日,南京工程公司安装分公司承建的中国石化仪征化纤有限责任公司(简称仪征化纤) 230 kt/a涤纶短纤项目水刺生产线和公用工程系统顺利通过"三查四定"工作,实现项目按期高标准分线中交的目标,为仪征化纤做强做优芳烃产业链、调整产品结构、拓展优势业务贡献力量.
综述了聚酰胺弹性体(TPAE)的市场与技术现状及发展趋势,并提出了展望.2022 年,全球TPAE总产能约51 kt/a,产量约 40 kt,产品以聚酰胺12(PA 12)型TPAE为主;国内TPAE产能 5 kt/a,产量为 1.6 kt,进口量为 7.2 kt,表观消费量为8.7 kt,产品以聚酰胺6(PA 6)型、聚酰胺66(PA 66)型TPAE为主.国内TPAE主要应用于鞋材、汽车工业、医疗器械、消费电子等领域,其中鞋材领域消费占比 55%.TPAE的生产方法主要有阴离子聚合法、水解开环聚合法,其中水解开环聚合法又可分为二元酸法和二异氰酸酯法,二元酸法是当前的主流生产工艺.TPAE兼具橡胶和塑料基本特性,拉伸强度高、抗冲击性能好、抗静电性优异、发泡密度小、易于加工成型.预计随着国内PA 12 短缺的局面得到改善,TPAE的对外依赖度将逐渐降低,下游应用领域也将进一步扩大.未来TPAE应在完善反应控制体系、调控产品性能、提高生物基原料的应用比例等方面加大研究力度.
以脂肪酸甲酯丙烯酸共聚物(M800)为乳化剂、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)为分散剂、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-8)为清洗剂、伯烷基磺酸钠(PAS80)为渗透剂,复配一种用于氨纶织物表面油剂清洗的除油剂;通过正交实验分析 4 种主要原料的用量对矿物油和硅油乳化作用的影响,确定了氨纶织物除油剂的较佳配方;并将除油剂用于氨纶织物表面除油,研究了除油剂用量、除油温度及除油时间对除油效果的影响.结果表明:除油剂较佳配方为M800 质量分数15%、FMEE质量分数10%、AEO-8质量分数5%、PAS80 质量分数15%、其他助剂质量分数1.1%、去离子水质量分数 53.9%;随着除油剂用量增大,除油率提高,除油剂浓度超过2.5 g/L后除油率提升缓慢;除油温度低于 40℃除油效果差,除油温度高于 80℃后除油率提升缓慢;随着除油时间的延长,除油率呈现缓慢上升趋势,除油时间超过 25 min后除油率提升很小;在实际生产中,较佳的除油工艺为除油剂浓度 2.5 g/L、除油温度 70℃、除油时间 25 min,此工艺下除油率达73.17%.
以聚己内酯(PCL)为溶质、三氯甲烷/二甲基甲酰胺混合液为溶剂,采用低温等离子体对PCL溶液进行预处理,通过静电纺丝制备PCL纳米纤维膜,研究了等离子体处理参数(外施电压、处理时间、氩气流量)对PCL溶液性质、纺丝射流、纤维形貌和结晶性能的影响.结果表明:PCL溶液的电导率和黏度随着等离子体外施电压、处理时间、氩气流量的增加而增大,有助于改善溶液的可纺性;外施电压为 35 kV时,PCL纳米纤维膜的结晶结构发生改变,结晶度降低至 61%;等离子体处理时间为 9 min时,PCL溶液的稳定射流长度减小至8 mm,鞭动射流张角增大至 69°,PCL纳米纤维膜光滑无珠粒,结晶度为 67%,纤维平均直径为290 nm;氩气流量为1.5 L/min时,PCL溶液的稳定射流长度为 9 mm,鞭动射流张角增大至64°,PCL纳米纤维膜的结晶度为 66%,纤维平均直径为 430 nm.
介绍了卤化物钙钛矿及高稳定性卤化物钙钛矿的制备方法,并展望了未来的研究方向.卤化物钙钛矿的制备方法主要有热注入法、配体辅助沉淀法、乳液法、微波法、超声法、机械研磨等,目前热注入法和配体辅助沉淀法应用较为广泛.提高卤化物钙钛矿稳定性的方法主要有表面钝化、表面包覆、离子掺杂及多重保护等,其中表面包覆被认为是目前提高卤化物钙钛矿稳定性最为有效的方法.卤化物钙钛矿是一种理想的发光材料,但稳定性差仍是限制其商业应用的一大瓶颈.对于提高卤化物钙钛矿的稳定性,今后的研究重点和方向是选择合适的配体进行表面钝化,表面包覆时如何获得具有均匀且致密的稳定壳层,以及离子掺杂对钙钛矿晶体结构及稳定性影响的理论机制.
以聚丙烯腈(PAN)为碳源,在PAN纺丝液中引入磁性材料乙酰丙酮铁,通过静电纺丝制备复合纳米纤维膜,再通过预氧化、高温碳化制备磁性碳纳米纤维(FeCNF);然后用水性聚氨酯和可溶性淀粉作为黏结剂,采用冷冻干燥和高温热解法制备碳纳米纤维复合气凝胶(FeCNFA);研究了FeCNF的化学结构、FeC-NFA的微观形貌和吸波性能,并探讨了FeCNFA的吸波机理.结果表明:通过静电纺丝法成功在FeCNF中引入了磁性材料,纤维内部的磁性成分主要是四氧化三铁及铁碳合金;FeCNFA内部呈现三维多孔结构;随着热解温度的升高,FeCNFA的吸波性能逐渐变弱,热处理温度为400℃时FeCNFA表现出良好的吸波性能,在匹配厚度为3.0 mm时FeCNFA的反射损耗为-40.27 dB,且有效吸收带宽(EAB)可达 5.28 GHz,在匹配厚度为2.6 mm时EAB可拓宽到5.68 GHz;FeCNFA的吸波机理以介电损耗为主要机制,磁损耗中主要以涡流损耗为主.
以特性黏数 1.100～1.150 dL/g的高黏聚酯切片为原料,通过螺杆挤压熔融、热辊拉伸生产 3 300 dtex/384 f高强涤纶工业丝,从高黏聚酯切片的特性黏数及含水率、组件结构、冷却条件、油剂上油方式、热辊温度等方面分析了生产中毛丝产生的原因,并提出了控制措施.结果表明:控制高黏聚酯切片的特性黏数在1.120～1.130 dL/g,切片含水率低于25 μg/g,有利于减少毛丝的产生;在纺丝组件分配板下方增设导流板,在缓冷区与无风区之间增设多孔板,均可减少毛丝的产生;与使用乳液油、油轮上油相比,使用原油、油嘴上油,可有效减少毛丝的产生;随着第二热辊温度的升高,毛丝降等率呈现先降低后增加的趋势,第二热辊温度为 91℃时毛丝降等率最低,为2.22%.
2022年10月12日,恒力石化旗下江苏德力化纤有限公司(以下简称德力化纤)开发的高均匀性超柔软聚酯纤维新产品通过了由江苏省工信厅组织的新产品鉴定.鉴定委员会一致认为,该产品整体技术处于国内领先水平,填补了国内空白.
针对聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)在熔融纺丝时易发生热熔黏连、纤维强度低等问题,通过共混改性的方法引入热塑性淀粉(TPS),制备了 TPS质量分数为1％、5％、10％的PBAT/TPS共混切片及共混纤维,对PBAT/TPS共混切片的稳定性、熔融结晶性能及共混纤维的形貌结构、力学性能和回弹性能进行了表征.结果表明:质量分数为1％、5％的TPS能够在PBAT中实现均匀分散,且TPS在PBAT中能够起到结晶成核剂的作用,提升PBAT结晶温度与结晶速率,同时TPS的多羟基结构能够连接起PBAT的分子链,提升PBAT熔体的稳定性与可纺性;在共混纺丝中,添加TPS质量分数为1％、拉伸倍数为2.4时,PBAT/TPS共混纤维表现出较好的力学性能及回弹性能,断裂强度达2.2 cN/dtex,断裂伸长率为96.8％,在30％定伸长下弹性回复率达97.67％.
简述了非氧化物陶瓷纤维的分类及特点.综述了各类非氧化物陶瓷纤维的国内外研究现状及技术难点.其中,碳化物陶瓷纤维具有产业化优势,今后需大力发展低氧含量、近化学计量比、高结晶结构类陶瓷纤维;硼化物陶瓷纤维具有耐超高温、抗氧化性优异等独特优势,但存在烧结性差,断裂韧性偏低的不足,而采用先进的烧结技术(热压、闪电烧结和火花等离子体烧结)是一条可行的途径;氮化物陶瓷纤维具有结构功能一体化的优势,目前的研究仍处于实验室研究水平,规模化应用比较困难.展望了非氧化物陶瓷纤维未来的重点发展方向,认为低氧含量、近化学计量比、高结晶结构、良好的机械性能、结构功能一体化将是非氧化物陶瓷纤维未来的发展重点.
介绍了织物基柔性频率选择表面(FSS织物)的应用基础及其在天线、频率选择通信窗和吸波材料等方面的应用.阐述了 FSS织物的3种成形方法,包括直接在织物上形成周期性导电图案、先形成周期性导电图案再与织物复合、导电层先与织物复合再形成周期性图案.其中,直接在织物上形成周期性导电图案是主流方法.3种方法形成的金属层FSS图案都存在金属与织物拉伸伸长不匹配的问题,容易造成金属FSS图案的断裂失效,开发具有高弹性的导电纱线是解决这一问题的有效途径.按频响特性FSS织物分为贴片型、孔径型和吸波辅助型3类.FSS织物正在由传统的单频带单层结构向多层级联、多频带、极化和角度不敏感、动态可调吸波结构发展.
针对国内B研究所制造的浮空器用某型号系留缆绳在使用一段时间后,整体强度下降超过30％,不再满足升空条件的现象,对不同单位制造的系留缆绳抗拉层Vectran纤维的结构与性能进行了对比研究,并分析了缆绳在使用过程中强度下降的机理.结果表明:缆绳Vectran纤维在使用过程中结构和组成不变,结晶度略增大,热性能略下降;缆绳包裹薄膜中各层Vectran纤维之间相互作用引起Vectran纤维起毛,造成纤维抗拉强力下降约8％;缆绳Vectran纤维形成褶皱造成纤维抗拉强力下降约40％;建议国内B研究所通过改进成缆工艺,消除薄膜包裹层之间不同螺旋方向的纤维层之间形成的皱褶,防止缆绳纤维在使用过程中因抗拉强力下降而过早失效.
首先以己内酰胺(CPL)在高温下水解开环生成的氨基己酸与二氨基二环己基甲烷(PACM)反应合成改性固化剂,然后在环氧树脂结构中嵌入聚乙二醇结构,得到具有一定水溶性的改性树脂,最后将改性固化剂和改性树脂进行加成反应制得水性环氧固化剂,考察了水性环氧固化剂的合成工艺及其涂膜的各项性能.结果表明:PACM与CPL的摩尔比为3.0 ∶1.0,反应时间为3.5 h时,CPL能够完全水解开环并形成改性固化剂;环氧树脂与聚乙二醇合成改性树脂时,适宜的催化剂滴加时间为50 min,催化剂质量分数为0.20％;CPL合成的水性环氧固化剂涂膜室温固化后,耐冲击性、柔韧性、耐水性、耐盐性、耐盐雾性优于市售产品,能明显改善环氧树脂固化后涂膜较脆的缺陷.
以国产CNI QM55高强高模聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、氰酸酯树脂为原料,利用热熔法制备高强高模PAN基碳纤维预浸料,通过纤维面密度、树脂含量、挥发分含量等来评价预浸料的物理性能,结合单向板的微观形貌与层间剪切强度分析单向板的界面结合性能,并对预浸料铺制单向板的力学性能进行表征.结果表明:CNI QM55碳纤维预浸料的纤维面密度为145 g/m2,树脂质量分数为35.5％,挥发分质量分数为0.164％,预浸料的物理性能满足复合材料的性能要求;以CNI QM55碳纤维预浸料制备的单向板0.拉伸强度为2429 MPa,0.拉伸模量为328.4 GPa,弯曲强度为1 171 MPa,弯曲模量为280 GPa,压缩强度为783 MPa,压缩模量为257 GPa,层间剪切强度为65.2 MPa,具有较好的界面黏接性能和力学性能,可满足加工应用要求.
通过可追溯性试验,探讨了 C3—C7直链酰胺杂质与己内酰胺挥发性碱含量及聚酰胺6切片端氨基含量之间的关系,并探索了 C3—C7直链酰胺杂质的控制措施.结果表明:己内酰胺中C3—C7直链酰胺杂质主要是杂质A和B,其含量增加0.1 mmol/kg时,己内酰胺挥发性碱含量约上升0.1 mmol/kg;己内酰胺中C3—C7直链酰胺杂质直接影响聚酰胺6切片的端氨基含量,当直链酰胺杂质含量超过20 mg/kg,已不适合民用高速纺后加工;直链酰胺杂质B由氨肟化工序产生,杂质A由重排工序产生,在工业化生产过程中,通过在氨肟化反应体系中补加含硅助剂,将含硅助剂与溶液中二氧化硅质量比控制在(1.1～1.3):1,通过优化重排工艺,控制混合器为M3型,反应温度为115℃,酸肟摩尔比为1.35,己内酰胺成品的挥发性碱含量可控制在0.25 mmol/kg以下,满足民用高速纺聚酰胺6切片的要求.
