PBO-PPA液晶溶液的多重有序结构及其转变.pdfVIP

第22卷第2期 高分子材料科学与工程 V01．22。No．2 POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING 2006年3月 Mar．2006 PBO／PPA液晶溶液的多重有序结构及其转变 金俊弘，杨胜林，李 光，江建明 (东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海200051) 摘要：通过DSC、SALS等研究了PBO／PPA液晶溶液的多种有序结构及其转变过程。结果表明，PBO／ PPA体系在85℃左右发生明显的质子化作用，质子化的PBO大分子与溶剂PPA阴离子形成有序相； 由于体系吸湿程度的不同，会形成两种有序相，分另4在140℃～150℃和180℃～200℃该两种有序相 被瓦解，向本体PBO结晶相过渡。这种转变是可逆的，降温后在溶剂存在下，一定长时间后又可形成上 述两种有序相。 关键词：液晶杂环聚合物；聚苯撑苯并二曙唑；有序结构 中图分类号：0631．1 文献标识码：A 文章编号：1000—7555(2006)02—0130—03 刚性链液晶杂环聚合物是继芳香族聚酰胺 升温速率20℃／min；将质量分数为0．5％的 后，又一类引人瞩目的高性能聚合物，最初由美 国空军材料实验室为开发新型航空航天材料于 处理20min并成膜后，投入水中萃取除去溶 上世纪70年代开始研究，其代表性的聚合物为 剂，得到固态PBO薄膜并在室湿下减压于燥， 聚苯撑苯并二嗯唑(PB0)和聚苯撑苯并二噻 唑(PBT)，它们在强酸中形成的液晶溶液，通过面形态；采用NDJ一8S数字式黏度计，在手套箱 干喷一湿纺可获得性能优异的高性能纤维，如 中氮气保护下测试PBO／MSA溶液黏度随温 GPa PBO纤维的拉伸强度和模量分别可达5．8 度的变化(PBO质量分数为4％～6％)；将 和280GPa，热分解温度达650℃。PBO的纺丝 PBO一3／PPA溶液置于两载玻片问压平并密封 过程实际上是PBO／PPA液晶溶液经挤出，拉’后，用带热台的SAI。S一噩型小角激光散射仪 伸，大分子链取向后向PBO聚合物本体结晶态 (东华大学制造)测试溶液散射图样的变化。 转变的过程。而事实上在PBO液晶溶液中，随 着溶液浓度、温度的变化，体系中会出现各向同 2结果与讨论 性相、液晶相、晶态溶合物相、聚合物结晶相以 C～90 及两种相态共存的结构[1]；在纤维成型过程中， 溶液的Dsc曲线。对不同的样品在85 ℃附近都有一个明显的放热峰(P1)，而且各样 要经历不同的温度场，因而研究PBO／PPA溶 品峰的位置都比较接近；随着温度的升高，在 液的相态结构及其转变对于PBO的纺丝具有 140‘C～150℃附近出现了一个吸热峰(P2)， 一定的指导意义。 C～220 在180 C范围内，又出现了一个吸热 1实验部分 峰(P3)。在随后的降温及第二次升温过程中， PBO的聚合按文献[2]所述的方法进行，DSC曲线上并没有明显的峰出现，如PBO一4／ 聚合得到的PBO／PPA液晶溶液用于性能测PPA样品。但PBO一4／PPA样品经过24h后再 Elmer 试。采用Perkin Pyris1型DSC仪在氮进行DSC测试时，在相同位置又出现了两个吸 气保护