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硝化棉纺丝技术及其应用研究

邓辉平  
【摘要】:为研制与环保型烟花爆竹配套使用的环保型引线,采用干湿法纺丝工艺对不同规格的硝化棉(NC)聚合物进行了纺丝工艺和应用性能的研究。实验研究了NC纺丝原液的粘度特性与固含量浓度、温度的关系,并拟合了其定量关系式;在不同喷丝头规格条件下进行了正交设计纺丝试验,确定了合理的纺丝工艺参数;采用无机固体填料对NC引线进行改性研究,得到了综合性能良好的烟花爆竹用环保型引线。研究结果表明: (1)NC纺丝原液粘度随浓度增加而快速增大,固含量浓度越高,粘度增加速率越大;原液粘度随温度升高而下降,低温区的粘度随温度升高下降速率大,高温区的粘度下降趋势变缓。分别得到了D棉/丙酮、C棉/丙酮及D棉/丙酮/乙醇体系的纺丝原液粘度与固含量浓度、温度关系式,通过相关系数法和F检验法,验证了其可靠性。 (2)通过D级NC溶液正交设计纺丝试验,确定了φ1.2mm、φ1.6mm和φ2.0mm喷丝头规格下合理的纺丝工艺参数,并借鉴其成果,对C棉进行纺丝研究,确定了其相对合理的纺丝工艺参数;通过表征,NC引线燃速与纸引线相差不大,抗拉伸力大小显著优于纸引线,韧性与之相当,燃烧烟气透光率可达100%,纸引线仅为27%左右。 (3)通过添加无机固体填料于纺丝原液以改性NC引线燃烧性能,所制改性NC引线总体上燃烧速度有较大程度提高,可产生一定量火星,但发散性并不十分显著,力学性能显著下降。 (4)以Mg/KClO4体系包覆改性NC引线,所得改性NC引线燃速可提高11.63%,产生较多火星,火星四射,抗拉伸力为纸引线的6.38倍,韧性优越,截面趋于圆形,燃烧烟气透光率比纸引线提高24%;以Fe/KC1O4体系进行改性,所制改性NC引线的燃速可提高30.08%,火星四射十分显著,抗拉伸力为纸引线的6.57倍,韧性优越,截面趋于圆形,燃烧烟气透光率比纸引线提高53%,环保性优越。


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