论文摘要
聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide,简称PPS）纤维是一种线型高分子量半结晶性高聚物,具有优良的耐高温、耐化学腐蚀性、阻燃性及尺寸稳定性。随着PPS树脂质量及产量的不断提高,PPS纤维应用领域不断拓宽,不仅在产业用方面大量使用,在民用、服用领域也逐渐有应用,因此PPS纤维的光稳定性必将得到足够重视。本课题组经过多年研究,制备出了使用性能良好的PPS长丝。在对PPS纤维成形研究中发现无论进口还是国产PPS纤维在光照情况下都会发生颜色改变,纤维从浅黄色变成深黄色,且随着光照时间的增加颜色越来越深,同时纤维发脆,强度明显下降。这大大限制了PPS纤维的应用。本文研究了PPS的光老化现象,PPS经不同时间紫外光照射后聚合物分子结构,结晶性能,动态力学性能等发生改变,证明PPS在紫外光照射下分子结构发生明显改变,分子链发生断裂,产生小分子物质,试样的结晶度减小。同时有交联结构生成,使Tg升高。研究中发现PPS在紫外光照射情况下,分子结构在光照初期交联占主导地位,随着照射时间的延长,分子链断裂逐渐占据主导地位。由于纳米TiO2和苯并三唑对200—400nm的紫外光有很好的吸收效果,能有效降低紫外光对聚合物的破坏作用。本文通过共混改性的方法,将质量比为1.5%的苯并三唑,1.5%的纳米TiO2以及总质量比为1.5%的苯并三唑/纳米TiO2复配体系分别添加到PPS基体中,来研究光稳定剂的加入对PPS纤维加工和使用性能的影响。通过共混体系热降解性能、结晶性能、流变性能、耐化学腐蚀性能等研究,证明所选用光稳定剂的加入不会破坏PPS本身的耐高温和耐化学腐蚀性能。光稳定剂加入后,PPS共混体系在低剪切速率下复数粘度比纯PPS小,随着剪切速率的增加,PPS共混体系复数粘度下降速度降低,在高剪切速率下复数粘度比纯PPS高;添加光稳定剂后PPS共混体系偏向粘性流变行为。且由于光稳定剂起了异相成核的作用,影响了PPS初生纤维的超分子结构,进而影响纤维的拉伸性能。由于PPS纤维经紫外光照射后纤维颜色明显变深,力学性能明显下降,大大限制了制品的使用性能。通过比较纯PPS纤维和PPS/光稳定剂改性纤维在紫外光光照前后纤维颜色和力学性能的变化,来研究PPS纤维的抗紫外光照稳定性。结果表明加入纳米TiO2/苯并三唑复配光稳定剂的PPS改性纤维,经紫外光照射后纤维颜色变深程度明显下降。另外,发现本研究所选用的光稳定剂的添加显著地提高了PPS改性纤维的断裂强度,虽然经紫外光照射后,改性纤维的断裂强度仍有下降,但与不加稳定剂的纯PPS纤维相比下降幅度要小,由于上述两方面原因,所以与不加稳定剂的PPS纤维相比,光照后改性纤维保持的断裂强度较高。故改性PPS纤维耐光老化性得到改善。