基于氨纶微观结构的拉伸力学模型研究及安全性分析

发布时间：2021-11-19 18:30

　　氨纶是一种具有优异性能的合成纤维,具有较好的耐腐蚀性、耐热性、低温柔顺性以及较高的断裂伸长率与弹性回复率,被广泛应用于纺织、医疗、消防等领域。由于氨纶在使用过程中会受到各种拉伸作用,需要了解其拉伸过程中应力、应变之间的关系,为其安全使用奠定基础。因此,本文构建了氨纶的拉伸力学模型,研究了氨纶的微观结构、性能与模型的联系,并对不同使用场景下的氨纶进行安全性分析。论文的主要工作内容和结论如下:（1）对5种不同扩链剂配比的氨纶样品（扩链剂乙二胺与1,2-丙二胺的摩尔比分别为3.4,4.5,6.3,10,21）进行拉伸测试并推导合适的模型对其拉伸曲线进行拟合。通过拉伸曲线可将氨纶的拉伸过程分为弹性形变阶段、低粘弹性形变阶段、高粘弹性形变阶段。弹性形变阶段拉伸曲线近似直线,其应力应变关系可用胡克弹簧来表示;低粘弹性形变阶段拉伸曲线平缓上升,其应力应变关系可用Maxwell模型来表示;随后进入高粘弹性形变阶段,应力随应变的增长幅度逐渐增大,其应力应变关系可用胡克弹簧和非线性粘壶的并联模型来表示。（2）与目前已有的三元件模型相比,本文提出的由Maxwell元件和非线性粘壶并联组成的三元件模型有更高的... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

第二章氨纶的制备及测试方法11图2-1所示。图2-1氨纶制备流程首先，对PTMG进行脱水处理并预热，使PTMG水分含量在0.05%以下，加热至70℃以上，MDI加热至40℃以上。再将两者按1.75:1（MDI/PTMG）的摩尔比混合加入到反应釜中进行预聚，进行搅拌使其充分反应，反应温度为80℃，将预聚体加入溶剂DMAc中溶解得到预聚体溶液，浓度为35%。将乙二胺和1,2-丙二胺分别按3.4:1，4.5:1，6.3:1，10:1和21:1的摩尔比配置扩链剂，加入到预聚体溶液中进行扩链聚合反应，制备纺丝原液。此过程中需要不停地搅拌以保证扩链剂与预聚体溶液充分反应，乙二胺和1,2-丙二胺对应的扩链聚合反应分别如图2-2、图2-3所示。图2-2EDA扩链聚合反应式

第二章氨纶的制备及测试方法11图2-1所示。图2-1氨纶制备流程首先，对PTMG进行脱水处理并预热，使PTMG水分含量在0.05%以下，加热至70℃以上，MDI加热至40℃以上。再将两者按1.75:1（MDI/PTMG）的摩尔比混合加入到反应釜中进行预聚，进行搅拌使其充分反应，反应温度为80℃，将预聚体加入溶剂DMAc中溶解得到预聚体溶液，浓度为35%。将乙二胺和1,2-丙二胺分别按3.4:1，4.5:1，6.3:1，10:1和21:1的摩尔比配置扩链剂，加入到预聚体溶液中进行扩链聚合反应，制备纺丝原液。此过程中需要不停地搅拌以保证扩链剂与预聚体溶液充分反应，乙二胺和1,2-丙二胺对应的扩链聚合反应分别如图2-2、图2-3所示。图2-2EDA扩链聚合反应式

【参考文献】：
期刊论文
[1]X射线衍射技术在林学实验教学中的应用探究[J]. 宣艳,苏凡,苗迎春.  实验室科学. 2019(04)
[2]PTMG型热塑性聚氨酯弹性体的变温红外研究[J]. 王婉婉,陈红祥,赵丹,代巧丽,周瑜.  化工新型材料. 2019(08)
[3]不同胺类扩链剂配比的氨纶拉伸力学模型及参数分析[J]. 汪家琪,游革新.  工程塑料应用. 2019(07)
[4]功能化氨纶的研究进展[J]. 申晓星,黄圣群,任烨波,黄健儿,吴寅吉,高普.  印染. 2019(04)
[5]基于中国专利的氨纶发展趋势分析[J]. 张斌,李春花,王建伟,孙振波,蒋叶群.  合成纤维. 2018(12)
[6]小角X射线散射测量高分子薄膜亚纳米孔径[J]. 丁思远,王雪,汪茂,沈文皓,刘峰,王宇钢.  核技术. 2018(12)
[7]不同扩链剂对聚氨酯加固注浆材料的影响[J]. 白广平.  山东工业技术. 2018(18)
[8]聚四氢呋喃醚二醇/聚氧化丙烯二醇共混聚醚聚氨酯弹性体的氢键作用[J]. 易玉华,李春涛,卢无恙.  高分子材料科学与工程. 2018(06)
[9]二氧化碳诱导热塑性聚氨酯结晶增强其拉伸性能[J]. 李德鹏,姜修磊,刘涛,赵玲.  高分子材料科学与工程. 2018(03)
[10]国内氨纶行业现状及发展趋势[J]. 许钦一,王文博,王子成,王艳丽.  合成纤维工业. 2018(01)

博士论文
[1]硅类材料改性聚氨酯的制备及其性能研究[D]. 周小三.华东理工大学 2011
[2]二元聚合物及含填料的三元共混体系相行为的动态流变学研究[D]. 姜苏俊.四川大学 2003

硕士论文
[1]聚醚型聚氨酯纤维老化机理及其安全性研究[D]. 钟艳萍.华南理工大学 2019
[2]基于不同异氰酸酯指数氨纶的力学性能及其模型研究[D]. 刘鑫森.华南理工大学 2019
[3]制备条件对氨纶动态粘弹性的影响及其安全性分析[D]. 汪文超.华南理工大学 2019
[4]基于结构表征的氨纶粘弹性研究及其使用安全性分析[D]. 周序霖.华南理工大学 2018
[5]R值/PTMG分子量对氨纶微相分离和性能的影响及热失重寿命预测[D]. 陈曦日.华南理工大学 2018
[6]PTMG聚氨酯纤维加速老化行为及服役寿命预测研究[D]. 蔡斯迪.华南理工大学 2018
[7]基于Z-pinch的氨纶粘弹性研究及寿命预测[D]. 梅淑琴.华南理工大学 2017
[8]耐热氨纶纤维的结构与性能研究[D]. 万绍丽.西安工程大学 2017
[9]阻燃功能三组分复合纱结构与拉伸行为的分析[D]. 房家惠.东华大学 2017
[10]氨纶制备条件对性能影响及其制备和使用的安全性分析[D]. 曾韬.华南理工大学 2016



本文编号：3505615