拉伸热定型对PET-PA/PA6共混纤维结构与性能的影响

以聚酯-聚酰胺共聚物/聚酰胺6(PET-PA/PA6)共混物为原料,采用熔融纺丝法制备了PET-PA/PA6共混纤维,讨论了拉伸热定型工艺对PET-PA/PA6共混纤维结构与性能的影响。结果表明:随拉伸倍数的增大,PET-PA/PA6共混纤维的断裂强度、取向度、结晶度以及沸水收缩率均明显增大;拉伸温度和热定型温度对PET-PA/PA6共混纤维的断裂强度和取向度的影响相对较小;随拉伸温度的升高,PET-PA/PA6共混纤维的断裂强度、取向度和结晶度呈现先增大后减小的趋势,并在拉伸温度为85℃时出现最大值;随热定型温度的升高,PET-PA/PA6共混纤维的结晶度增大、沸水收缩率减小;较佳的工艺条件为拉伸倍数1.6,拉伸温度85℃,热定型温度150℃。     

喷丝头拉伸对聚甲醛纤维结构与性能的影响

采用自主开发的聚甲醛(POM)熔融纺丝设备,在其他纺丝工艺不变的条件下,改变喷丝头拉伸倍数,制备POM纤维;研究了喷丝头拉伸倍数对POM初生纤维的取向度、后拉伸性能以及POM纤维力学性能的影响。结果表明:随着喷丝头拉伸倍数的增大,POM初生纤维的取向度呈现先上升后下降的趋势,而初生纤维的直径呈逐渐减小的趋势;喷丝头拉伸倍数为90时,整体工艺状况最佳,POM初生纤维的最大拉伸倍数达7.1,制备的POM纤维断裂强度为6.35 cN/dtex,断裂伸长率为13.5%。     

热拉伸工艺对聚甲醛纤维结构与性能的影响

采用自主开发的熔融纺丝设备制备了聚甲醛(POM)初生纤维,将POM初生纤维在130℃下,经热辊或热管在不同拉伸倍数下进行热拉伸制得POM纤维,研究热拉伸工艺对POM纤维结构与性能的影响。结果表明:随着拉伸倍数的增大,POM纤维取向度、结晶度和断裂强度逐渐增大,条干均匀性逐渐得到改善;在相同拉伸倍数(5~7)下,热辊拉伸得到的POM纤维比热管拉伸得到的POM纤维的取向度和结晶度高、强度好,但条干不匀率高;热管拉伸可实现高倍拉伸,最高可拉伸14倍,而热辊拉伸最高可拉伸7倍;热管拉伸14倍时制得的POM纤维力学性能最佳,其断裂强度可达10.76 cN/dtex,断裂伸长率为9.6%;热辊拉伸7倍时,制得的POM纤维力学性能最佳,其断裂强度可达6.92 cN/dtex,断裂伸长率为12.8%。     

聚甲醛纤维制备工艺及其性能的研究

以聚甲醛(POM)切片为原料,在200～210℃进行熔融纺丝制得POM长丝。利用DSC、Olympus偏光显微镜、单纱电子强力仪测定了POM纤维结晶度、熔点、取向度和纤维的机械性能;研究了后处理对POM纤维性能的影响以及拉伸对POM纤维耐酸碱性能的影响。结果表明:(1)POM纤维耐碱性良好,拉伸可以提高POM纤维结晶度、取向度、断裂强度以及耐酸性,但是使断裂伸长率减小;最佳拉伸温度在110℃左右,拉伸倍率在6～8之间。(2)热定形温度对POM纤维结晶度和熔点影响不大,延长热定形时间使POM结晶度、熔点降低;最佳热定形条件为在140℃下热定形4min。(3)经过拉伸热定形后的POM纤维的最大断裂强度和断裂伸长率分别为7.41cN/dtex和19.2%。     

拉伸方式对聚醚醚酮纤维结构和性能的影响

采用进口聚醚醚酮(PEEK)树脂为原料,熔融纺丝制备了PEEK初生纤维,研究了一次拉伸和二次拉伸对PEEK纤维结构和力学性能的影响。结果表明:在150～270℃内,随着拉伸温度的提高,PEEK初生纤维的最大拉伸倍数增大,纤维的取向因子和力学性能提高;一次拉伸和二次拉伸时纤维的最大拉伸倍数相同,纤维的取向度、结晶度和力学性能基本相当,但二次拉伸纤维干热收缩率较低。二次拉伸时,总拉伸倍数相同,随着一段拉伸倍数的增大,纤维取向因子增大,力学性能提高;随着二段拉伸温度的提高,纤维结晶度增大,干热收缩率减小,取向因子基本相同,力学性能更优。     

拉伸与热定型对聚苯硫醚长丝结构性能的影响

以国产聚苯硫醚(PPS)树脂为原料,用熔融法纺丝制得PPS长丝。采用差示扫描量热仪、热重分析仪研究了后处理对纤维结晶和热性能的影响;利用声速取向测量仪研究了拉伸对纤维取向的影响;用单纱电子强力仪测量了纤维力学性能。结果表明:热拉伸倍数增大,PPS纤维取向度、结晶度增加,纤维的断裂强度增加,断裂伸长减小;拉伸倍数大于5,会出现较多毛丝和断头;控制热拉伸温度85～105℃,热定型温度100℃以上;纤维的结晶主要在热拉伸过程中基本完成,热定型进一步完善结晶结构;高温下氧气的存在,会使PPS纤维发生严重的氧化降解。     

热拉伸倍数对芳砜纶结构和性能的影响

通过应力—应变和动态力学热分析研究了热拉伸倍数对芳砜纶力学性能和动态热力学性能的影响,同时利用广角X-射线衍射(WAXD)对不同热拉伸倍数的芳砜纶的结晶度和晶区取向度进行了分析。结果表明:随着热拉伸倍数的增加,纤维的断裂强度提高,在拉伸倍数为2.6倍时,断裂强度达到3.83 cN/dtex;纤维的玻璃化较变温度随拉伸倍数的增加变化不大,而结晶度和晶区取向度则显著增加。     

聚甲醛及其纤维的热分析研究

用Ozawa法和Mo法对聚甲醛(POM)的非等温结晶动力学进行研究。采用双螺杆纺丝机熔融纺得POM初生纤维,再用水浴拉伸方法制得POM纤维,研究拉伸倍数、水浴温度对POM纤维结晶性能的影响。结果表明:在不同的降温速率下,随着降温速率的提高,POM结晶峰峰值温度降低,半结晶时间缩短,结晶速率加快;采用Mo法研究POM的非等温结晶过程比较理想,而Ozawa法不适用;水浴拉伸有利于纤维的结晶,而随着水浴温度的提高,POM纤维的结晶度提高。     

聚醚醚酮纤维的拉伸定形后处理研究

通过熔融纺丝制得聚醚醚酮(PEEK)纤维,并采用差示扫描量热仪(DSC)、声速取向测量仪、热重分析仪、单纱电子强力仪分别研究了干热拉伸及热定形处理对PEEK纤维结晶和取向、热稳定性及力学性能的影响。结果表明:随着热拉伸倍数增大,PEEK纤维取向度、结晶度增加,纤维的断裂强度增加,断裂伸长减小;PEEK纤维的热拉伸温度应选在200～240℃,热定形温度应为220～260℃;PEEK纤维的重结晶主要是在热拉伸过程中完成,热定形则进一步完善纤维的结晶结构;经过后处理,PEEK纤维的断裂强度可达到6.12cN/dtex;且具有优异的热稳定性能,热分解温度高达505℃,后处理几乎不影响PEEK纤维的热稳定性。     

COPEET/HSPET并列复合纤维结晶和热收缩性能的研究

以共聚醚酯(COPEET)及高收缩聚酯(HSPET)为原料,经熔融复合纺丝,制备了COPEET/HSPET初生纤维,将初生纤维经不同热定型温度处理及2倍拉伸后,制得COPEET/HSPET并列复合纤维;对所纺纤维进行热处理,研究了热定型温度、热处理工艺条件对COPEET/HSPET并列复合纤维结晶结构和热收缩性能的影响。结果表明:当热定型温度在150~180℃时,随着热定型温度升高,COPEET/HSPET复合纤维两组分的热焓差越大,其潜在热收缩性越强;180℃热定型所制得COPEET/HSPET复合纤维经90℃,30 min的热处理,热收缩率最大,达52.65%;热收缩率较大的COPEET/HSPET复合纤维卷曲波幅小、卷曲数多且形态较不规整;沸水处理后复合纤维的结晶度明显增加。     

热定型温度对芳纶Ⅲ结构与性能的影响

研究了不同热定型温度对芳纶Ⅲ的力学性能、结晶度、取向度及热性能的影响。结果表明:随着热处理温度的提高,芳纶Ⅲ弹性模量增大,而拉伸强度和断裂伸长率则增大到峰值后开始逐步下降;纤维结晶度随温度升高而增大;纤维取向度在经过热定型后有小幅度提高;不同热定型处理温度下,纤维的热分解温度均为533℃,分解速率差别较小。     

高强锦纶6长丝的制备及其结构与性能研究

采用相对黏度2.485的半消光聚酰胺6切片为原料,通过熔融纺丝-多级拉伸工艺制备了高强锦纶6长丝,研究了多级拉伸工艺中拉伸温度及拉伸倍数对纤维结构和性能的影响。结果表明:受二级拉伸温度的影响,纤维中存在γ晶型向α晶型的转变,在一定范围内适当地提高纤维的各级拉伸温度,有利于纤维晶体结构更加稳定,而拉伸倍数的变化并未引起纤维晶型的转变;各级拉伸倍数较高时高强锦纶6长丝的取向度显著增加,二级拉伸温度较高时纤维取向度增加明显;拉伸倍数相对于拉伸温度对高强锦纶6长丝力学性能的影响更明显,当一级拉伸倍数为1.145、二级拉伸倍数为3.12、一级拉伸温度为55℃、二级拉伸温度为178℃时,纤维断裂强度最大,达7.23 cN/dtex。     

热水浴拉伸对聚丙烯腈初生纤维结构和性能的影响

研究了聚丙烯腈(PAN)初生纤维在热水浴拉伸过程中超分子结构和力学性能的变化。结果表明:PAN初生纤维中的内应力随拉伸温度的升高而减小,随拉伸速率和拉伸倍数的提高而增大;初生纤维在热水浴中的玻璃化转变温度约为80℃,当水浴温度低于和高于80℃时,纤维分别发生冷拉和高弹形变;PAN初生纤维的结晶度和晶区取向度随拉伸温度的升高先增大后减小,随拉伸速率和拉伸倍数的升高而增大。     

聚甲醛纤维的制备及其力学性能研究

采用双螺杆熔融纺丝制得聚甲醛(POM)卷绕丝,通过水浴拉伸卷绕制得聚甲醛纤维。利用声速取向测试仪研究了拉伸对纤维取向的影响;利用纤维强度仪测量了纤维的力学性能,研究了拉伸温度、热定形条件、酸碱性环境对纤维力学性能的影响。结果表明:拉伸倍数增大,POM纤维的取向度、断裂强度、模量增大,断裂伸长率减小;控制水浴拉伸温度在80~95℃为宜;紧张热定形有利于提高纤维力学性能。制得的聚甲醛纤维耐碱性优良,有一定的耐酸性能。     

梯度热拉伸共聚芳砜酰胺纤维的结构与性能

对共聚芳砜酰胺(PSA)初生纤维进行5级热拉伸,研究了不同拉伸级数下PSA纤维的力学性能、动态力学性能、结晶度、晶区取向度以及片晶结构的变化。结果表明:热拉伸前后的PSA纤维都在425℃左右开始发生分解,热拉伸前后纤维的玻璃化转变温度(Tg)从375℃降为365℃;随着热拉伸的进行,纤维的断裂强度逐步增大,低于Tg进行热拉伸,纤维超分子结构没有明显变化,只发生非晶区的取向;高于Tg进行热拉伸,大分子发生显著的取向和结晶,并形成片晶结构,无定型区沿轴向尺寸增大;纤维经过5级拉伸后,其断裂强度和初始模量分别提高到2.02 cN/dtex和31.88 cN/dtex。     

热拉伸工艺对聚醚酰亚胺纤维结构与性能的影响

采用牌号为Ultem 1010的聚醚酰亚胺(PEI)切片进行熔融纺丝,制备PEI纤维,探讨了PEI熔融纺丝的可纺性,重点研究了热拉伸工艺中拉伸倍数和拉伸温度对PEI纤维结构和性能的影响。结果表明:PEI具有良好的耐热性和较宽的加工温度范围,适合熔融纺丝;控制PEI的纺丝温度在340～350℃,卷绕速度在250～300 m/min,所得纤维的均匀性和稳定性较好;热拉伸不能促进PEI纤维结晶,无论拉伸与否,PEI纤维的结构都是无定形的;随着拉伸倍数的增大和拉伸温度的提高,PEI纤维的断裂强度和声速值都呈现出先上升后下降的趋势,在拉伸温度为220℃、拉伸倍数为3.0时,PEI纤维力学性能最好,其断裂强度达到2.6 cN/dtex;PEI纤维初始热分解温度为460.3℃,800℃时纤维的质量保持率为54.74%,具有良好的热稳定性。     

多级热拉伸对PPS纤维结构与性能的影响

将相对分子质量为55 000的聚苯硫醚(PPS)干燥,熔融纺丝,通过4级拉伸与热定型装置制备了不同拉伸倍数的PPS纤维,采用差示扫描量热仪、声速仪、广角X射线衍射仪、二维广角X射线衍射仪、电子单纱强力仪等研究了PPS纤维的结构与性能。结果表明:在纤维成形过程中,拉伸倍数对PPS纤维的结构与性能有较大的影响;随着拉伸倍数的增加,结晶度和取向度呈线性增大,最大增加幅度分别为50.6%和59.6%,其断裂强度逐渐增大,最大可达3.47 c N/dtex,最大增加幅度为39.4%,断裂伸长率逐渐降低,最大降低幅度为55.3%,干热收缩率和沸水收缩率均逐渐降低,最大降低幅度分别为56.2%和72.1%。     

干法纺聚酰亚胺纤维的结构与性能

以均苯四甲酸二酐、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚为原料,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,制得聚酰胺酸(PAA)纺丝液,采取干法纺丝制得PAA初生纤维,将PAA初生纤维经过300~380℃的热处理后,得到聚酰亚胺(PI)初生纤维,在400℃下对PI初生纤维进行热拉伸,最终得到PI纤维,研究了热处理温度、热拉伸倍数等对PI纤维的结构与性能的影响,比较了PI纤维与P84纤维和芳纶1313的性能。结果表明:在300~380℃的热处理温度下,随着温度升高,PI纤维的力学性能降低,最佳热处理温度为300℃时制得的PI初生纤维于400℃下进行热拉伸3.0倍,所得PI纤维的断裂强度为5.8 c N/dtex,初始模量为69.4c N/dtex,其力学性能优于P84纤维及芳纶1313;PI纤维在空气中失重5%和10%的温度分别为560,570℃,其起始分解温度高于P84纤维和芳纶1313,热性能更好;PI纤维经高温热拉伸,纤维内部分子链沿纤维轴向高度取向,表现出典型的取向诱导结晶效应。     

聚苯硫醚纤维的制备及性能研究

对聚苯硫醚(PPS)切片进行了熔融纺丝,测定了拉伸倍率、拉伸温度、热定型温度对纤维性能的影响。结果发现,随着拉伸倍率和热定型温度的提高,纤维的断裂强度和熔点都提高,断裂伸长则下降;随着拉伸温度的提高,纤维的熔点降低,断裂强度和双折射率则先降低后升高,出现最低值。在初生纤维的冷结晶温度110℃附近进行拉伸,纤维的断裂强度最低。在310℃对PPS进行纺丝,初生纤维在90℃拉伸4.5倍后,再在180℃紧张热定型5min,获得了断裂强度为3.9 cN/dtex的PPS纤维。     

PVA水溶纤维的结构与力学性能的关系

通过甲醇溶剂冻胶纺丝制备水溶温度为5-80℃聚乙烯醇(PVA)水溶纤维,采用X射线衍射、双折射、电子强伸仪等测定了PVA水溶纤维的结晶度、取向度、应力应变曲线。讨论了PVA水溶纤维的结构与力学性能的关系。结果表明:纤维的结晶度和取向度随拉伸倍数的增加而增加,拉伸倍数为16时,纤维力学性能良好,纤维结构均匀,水溶温度范围宽。