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《东华大学》 2010年
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聚丁二酸丁二醇—共—对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBST)纤维的热定型研究

马艳丽  
【摘要】: 目前,环境保护受到越来越多人的支持,因此环境友好的生物可降解聚酯成为研发热点。聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBST)是一种近年来获得较大发展的可降解共聚酯材料,因其优异的力学性能和可降解性能,在工业上尤其是纤维领域具有广阔的应用前景。本文在前人研究的基础上,对在2000m/min纺丝速度下经1.50倍牵伸获得的PBST全牵伸丝(FDY)进行了进一步的热定型,分析了热定型条件对PBST纤维结构及性能的影响规律,探讨了PBST纤维的最佳热定型条件,为PBST纤维生产和应用提供了理论依据和实践经验。 具有一定的力学性能是纺织纤维最基本的要求,而热定型作为纤维的最终形成工序,对其力学性能有很大的影响;热收缩是与纤维成形和后加工都有关的一个综合指标,也是表征纤维性能的主要参数之一;而结构是高聚物各种性能的基础。鉴于此,本文系统研究了PBST纤维经松弛干热、松弛湿热、定长干热以及平牵机热定型后力学性能、热收缩等性能以及结构的变化。 研究结果表明,松弛热定型后,PBST纤维的断裂强度基本上均小于实验原丝1.66cN/dtex的断裂强度,断裂伸长率则都大于实验原丝的34.2%。在松弛干热定型条件下,如采用110℃下定型0.2min的定型工艺,获得的纤维断裂强度为1.60cN/dtex,断裂伸长率为58.3%,强伸性较好;如采用110℃下定型30min的定型工艺,获得的纤维回弹性和尺寸稳定性较好,此时纤维的弹性回复率为84.7%(定伸长20%),沸水剩余收缩率为1.29%。在湿热定型条件下,最佳定型工艺为110℃下定型1 min,此时纤维的断裂强度为1.47cN/dtex,断裂仲长率为65.4%,弹性回复率为85.7%(定伸长20%)。 经定长干热定型后,PBST纤维的断裂强度则基本上均大于原丝的断裂强度,断裂伸长率略大于原丝的断裂伸长率。在定长干热定型条件下,最佳定型工艺为150℃下定型30min,此时纤维的断裂强度为1.89cN/dtex,断裂伸长率为47.4%,弹性回复率为92.3%(定伸长20%)。 采用平牵机对PBST纤维定型后发现,最佳定型工艺则为热盘温度70℃,热板温度140℃,牵伸倍数1.50,此时纤维的断裂强度为1.67cN/dtex,断裂伸长率为39.1%,弹性回复率为90.6%(定伸长7.5%),沸水收缩率为14.0%。 此外,利用DSC研究了水分对PBST纤维玻璃化温度的影响。实验结果显示,PBST纤维经过湿热定型后,其玻璃化温度发生了一定程度的下降,证明了水分对PBST纤维有一定的增塑作用。论文还利用偏光显微镜、X射线衍射仪等研究了PBST纤维经热定型后其微结构的变化,并初步探讨了PBST纤维的回弹性机理。实验结果表明,PBST纤维的定伸长回弹性并不完全符合橡胶弹性的机理,晶粒尺寸和晶区取向因子是影响PBST纤维回弹性的主要因素。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ340.1

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