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聚醚醚酮(PEEK)纤维因其优异的物理性能,出色的化学稳定性和优良的热稳定性能而备受关注,其产品已逐渐在航空航天、汽车、电子电气、医疗以及文体等许多领域中得到应用。相比于国际同类产品,我国的PEEK纤维研发水平还有一定的差距。一是研发企业与机构数量少,规模小,实力弱, PEEK纤维制备技术层次较低;二是纺丝级PEEK树脂的开发与国际先进水平有差距。因此本文主要从提高PEEK可纺性研究角度出发,利用合成与改性方法,制备出国产纺丝级PEEK树脂。首先,我们制备了不同熔融流动指数(MFI)的CoPEEK树脂和SPEEK树脂进行对比研究,重点研究了树脂的流变性能与可纺性能,制备工艺对纤维的结构与性能的影响。结果表明,高MFI的CoPEEK树脂流动性好,可纺性高,制得的纤维品质较好。低MFI的CoPEEK树脂的表观粘度大,可纺性差,但制得的纤维强度高。PEEK树脂熔体的易于流动性和流动稳定性是提高可纺性的关键。SPEEK在可纺性与纤维性能整体不如CoPEEK。针对低MFI的PEEK树脂熔体流动性差,可纺性不好的问题,我们设计合成出含氟聚芳醚酮液晶并将其引入到PEEK树脂中,以此降低其熔体粘度提高可纺性,并进行熔融纺丝制备了PEEK/FPAEKLCP纤维。结果表明,添加液晶能够降低PEEK树脂的非牛顿性与粘-温敏感性降低,能有效降低PEEK的熔体粘度,提高其流动稳定性,降低PEEK的熔融纺丝温度(同比降低10-15oC),在一定程度上减弱PEEK加工过程中发生的氧化交联程度,改善PEEK可纺性,提高纤维的综合性能。PEEK纤维的制备工艺技术和成本是其商品化的关键。基于此,我们将耐高温有机硅润滑剂(GPPS)引入PEEK树脂中,以提高树脂可纺性和降低生产能耗。研究结果表明,GPPS能够弱化PEEK大分子间的摩擦,降低了PEEK熔体粘度,提高其熔体流动性,降低PEEK树脂纺丝温度(同比降低10-20oC),减少能耗与减少树脂热劣化,提高纤维性能。此外,PEEK初生纤维在拉伸作用下,其分子取向与结晶显著提高,纤维力学性能大为改善。适宜的拉伸温度范围为220~240oC,此温度下分子链段运动能力好,纤维能达到较高的最大牵伸倍数,纤维分子取向程度与结晶程度高,其力学性能最佳。同时退火可使纤维的结晶更加完善,提高结晶度,提高纤维力学性能。