聚芳砜酰胺纺丝工艺与纤维结构性能研究的任务书.docx

聚芳砜酰胺纺丝工艺与纤维结构性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
纺织材料是人类最早发明和应用的一种材料，具有重要的经济价值和社会意义。传统的纺织工艺对环境污染较大，因此开发绿色、环保、可持续的新型纺织材料具有重要意义。聚芳砜酰胺（PAEK）是一种高性能的高分子材料，被广泛应用于航空、汽车、医疗等领域。PAEK纤维具有高强度、高模量、耐温、耐化学腐蚀等优异性能，但其制备工艺和纤维结构对其性能有着至关重要的影响。因此，研究PAEK纺丝工艺和纤维结构性能是目前材料科学领域的热点之一。
二、任务目的
本研究旨在探究PAEK纺丝工艺对于纤维结构和性能的影响，为PAEK纤维的制备提供科学依据和理论指导。具体研究目标如下：
1.研究不同纺丝工艺对PAEK纤维的结构和性能的影响，包括纤维断裂强度、断裂伸长率、模量、热稳定性、耐化学腐蚀性等综合性能。
2.探究PAEK纤维的结晶结构和异形晶对其性能的影响。
3.研究PAEK纤维的力学性能与温度、湿度等环境因素的关系。
4.优化PAEK纤维的制备工艺，提高其性能，为其实际应用提供技术支持。
三、研究方法和研究内容
1.实验方法
本研究采用干法纺丝和湿法纺丝两种方法制备PAEK纤维，并对不同工艺条件下得到的纤维进行结构和性能测试。
实验方法包括：
（1）聚芳砜酰胺高分子材料的合成和制备。
（2）干法纺丝：采用直线拉伸法、梳棉法等干法纺丝工艺条件，制备PAEK纤维。
（3）湿法纺丝：采用溶剂旋转法、浆液纺丝法等湿法纺丝工艺条件，制备PAEK纤维。
（4）纤维结构和性能测试：包括纤维断裂强度、断裂伸长率、模量、热稳定性、耐化学腐蚀性等综合性能测试；采用X射线衍射、拉曼光谱、差示扫描量热计等手段探究纤维结晶结构和异形晶对于纤维性能的影响。
2.研究内容
（1）探究不同纺丝工艺对PAEK纤维性能的影响。包括不同工艺条件下的纤维力学性能（断裂强度、断裂伸长率、模量）、热性能（热稳定性、热分解温度）和耐化学腐蚀性等综合性能。
（2）分析PAEK纤维的结晶结构和异形晶对其性能的影响。采用X射线衍射、拉曼光谱、差示扫描量热计等手段探究纤维结晶结构和异形晶的变化对于纤维性能的影响。
（3）研究PAEK纤维的力学性能与温度、湿度等环境因素的关系。探究不同环境条件对于纤维力学性能的影响，为其实际应用提供理论依据。
（4）优化PAEK纤维的制备工艺，提高其性能。根据实验结果，优化PAEK纤维的制备工艺，提高其纤维性能。
四、研究计划和进度安排
本研究计划历时两年完成，工作进度安排如下：
第一年：
1.完成聚芳砜酰胺高分子材料的合成和制备。
2.制备PAEK纤维并进行不同纺丝工艺的比较。
3.进行力学性能分析和热性能测试，并探究PAEK纤维的结晶结构和异形晶的变化对其性能的影响。
第二年：
1.研究PAEK纤维的耐化学腐蚀性和环境因素对其力学性能的影响。
2.优化PAEK纤维的制备工艺。
3.完成研究报告和相关学术论文。
五、预期成果
本研究预期成果如下：
1.深入了解不同PAEK纺丝工艺对纤维结构和性能的影响，掌握PAEK纤维的制备方法。
2.分析PAEK纤维的结晶结构和异形晶对于其性能的影响，为其他高分子材料的研究提供参考。
3.探究PAEK纤维的力学性能与环境因素的关系，在材料领域提供实用的研究结果。
4.优化PAEK纤维的制备工艺，提高其性能，为其实际应用提供技术支持。
5.发表相关SCI论文，提高本研究的学术价值和影响力。
六、参考文献
[1]Hsiao,B.S.,&Chu,B.(2007).Supramolecularstructureinbiomaterials.Journalofmaterialschemistry,17(21),2059-2071.
[2]Yang,J.,Yang,F.,&Yu,J.(2020).PAEKasapromisingpolymerbackboneinhigh-performancepolymericmaterials.AdvancesinPolymerTechnology,2020,1-15.
[3]Wang,J.N.,Yu,PF.,Wang,Q.Q.,&Zhao,Y.(2012).Rheologicalandrheokineticbehaviorsofpoly(aryletherketone)(PAEK)solventcastingsolutions.J.Appl.Polym.Sci.,126,798–807.
[4]Ahn,D.U.,Jeon,B.K.,Bae,Y.C.,&Lee,C.W.(1999).Heattreatedpoly(ethersulfoneketone)fibers.Macromolecules,32(14),4565-4570.