探究聚苯硫醚纤维抗氧化改性前后高温氧化的行为及机理。利用恒温烘箱对聚苯硫醚纤维和纳米Ti-SiO2改性聚苯硫醚纤维进行240℃下24 h、192 h和360 h的热氧化处理,对处理前后纤维的分子结构和聚集态结构进行表征。结果表明:高温有氧工况使聚苯硫醚纤维的熔融热焓和峰温提高,熔程缩短;芳环间交联和S的氧化会使聚苯硫醚本身的晶格常数缩小,晶格密度提高;氧化后聚苯硫醚产生大量的芳环间交联,C—S键断裂,分子中S被氧化成亚砜和砜,改性聚苯硫醚纤维中Si—S配位和芳香氢键的存在,能够提高改性后的聚苯硫醚纤维的抗氧化作用。
聚苯硫醚有着优异的热稳定性、耐腐蚀性、阻燃性,近年来在环境保护、化学工业和军工等领域中得到广泛应用。目前,被学者普遍认同的PPS纤维抗氧化改性的方法主要有抗氧剂法和纳米复合材料改性法,但针对PPS纤维氧化前后结构和机理的研究还较少。对改性前后PPS纤维的240℃高温氧化做了系统性研究,考察了改性前后PPS纤维的耐氧化能力并对其氧化反应机理进行了分析。
1、随着时间的延长,两种纤维的颜色均泛黄,且颜色加深,表明两者均出现氧化的现象。对比相同时间PPS纤维和A‐PPS纤维的颜色外观可见,PPS纤维的颜色较A‐PPS纤维深,表明相同的条件下PPS纤维的氧化程度高于A‐PPS纤维。
2、两种纤维的断裂强度和断裂伸长率均随着高温氧化时间的延长而降低,但降低程度差异较大。当时间为360 h时,PPS纤维的强度保持率为53.6%,而A‐PPS纤维的强度保持率为79.5%。表明PPS纤维在240℃高温环境中极易氧化造成强度损失。A‐PPS纤维的强度保持率较PPS纤维显著提高,高温抗氧化性较优。
3、随着高温氧化时间延长,改性前后PPS纤维的熔融峰温均向高移动,熔融热焓提高,熔程逐渐缩短。
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