湿热处理对氨纶结构以及性能的影响

使用恒温恒湿老化试验箱,研究了高温高湿环境下氨纶力学性能及微观结构的变化。通过傅里叶变换红外光谱、热力学分析仪、扫描电子显微镜及力学性能分析探究了氨纶湿热老化规律及机制,结果表明:在一定牵伸条件下,随湿度增加,氨纶丝内部氢键化程度变弱且湿度变化对氨纶的影响主要发生在硬链段区域;在高温环境下,氨纶的拉伸强力和拉伸伸长率比在低温环境下的低,而300%拉伸应力比在低温环境下的高,说明氨纶湿热老化本质是湿度对氨纶内部氢键化程度及水解的协同作用,而温度起到加速老化的作用。     

甬道风量对干纺氨纶结构与性能的影响

采用聚四亚甲基醚二醇、4,4'–二苯基甲烷–二异氰酸酯、乙二胺、N,N–二甲基乙酰胺制成纺丝原液,分别在甬道风量为630,660,690,720,750 m3/h下制备了5种干纺氨纶。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射测试仪、差示扫描量热仪、万能材料试验机研究了5种氨纶的氢键、热性能、结晶性以及拉伸性能。结果表明,随着甬道风量的增加,氨纶硬链段内部氢键化程度降低、结晶度降低,导致氨纶拉伸断裂强力降低;软链段局部取向程度降低、玻璃化转变温度降低,导致氨纶拉伸断裂伸长率增大。     

软段分子量对氨纶的微相分离程度与拉伸性能的影响

分别采用分子量为1 400,1 800,2 200,2 600,3 000的不同聚四亚甲基醚二醇和4,4'–二苯基甲烷–二异氰酸酯反应,得到预聚体,用N,N–二甲基乙酰胺作为溶剂配制34.5%的预聚体溶液,后用乙二胺/丙二胺混合物扩链,制成纺丝原液。然后采用溶液干法纺丝得到5种氨纶样品,利用傅立叶变换红外光谱分析仪测试分析了上述样品的氢键化程度,再采用小角X射线系统和动态力学分析仪研究了软段分子量对氨纶的微相分离程度的影响,最后选择万能材料试验机测试其拉伸性能。结果表明:随着软段分子量增加,硬段含量减少,氨纶的氢键化程度、微相分离程度和断裂强力均为先增大后减小,在分子量为2 200时达到最大值;同时,断裂伸长率先减小后增大,在分子量为2 200时为最小值。     

氯水老化pH值对氨纶结构与性能的影响

为了研究氯水老化pH值对氨纶的影响,使用不同pH值的次氯酸钠溶液对氨纶进行老化处理,随后采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热及力学性能测试分析老化后样品的氢键化程度、微相分离程度、结晶性、热性能与拉伸性能。结果表明:氨纶氢键化程度、微相分离程度和硬段结晶度都随氯水p H值的降低而减弱。在热性能方面,随着氯水pH值的降低,氨纶的玻璃化转变温度与软段结晶熔融温度升高,软段结晶度减小。在拉伸力学性能方面,低pH值氯水处理后的氨纶表现出更小的断裂强力和断裂伸长率。     

添加剂对熔纺氨纶结构与性能的影响

基于添加剂与聚氨酯之间的化学与物理作用,选择了合适的聚合物和无机纳米颗粒等添加剂,研究了这些添加剂对熔纺氨纶制备及其对氨纶丝的微观结构和力学等物理性能的影响。研究结果表明:增塑剂S改善了氨纶的结晶特性,进而改善力学性能与热稳定性;添加剂的并用在一定程度上可改善氨纶丝弹性与耐疲劳性。     

拉伸速率对氨纶力学性能的影响研究

氨纶被外力拉伸时,拉伸速率与其内部链段运动速率的差值对氨纶的力学性能影响很大。为研究不同拉伸速率对氨纶力学性能的影响,选用晓星公司生产的线密度为622.2 dtex的氨纶,在仅改变拉伸速率的情况下对氨纶进行一系列的弹性试验,测试其应力松弛率、弹性回复率、塑性变形率等力学性能。结果表明:当定伸长率为300%,拉伸速率分别为500、400、300、200和100 mm/min时,随着拉伸速率的增加,氨纶的应力松弛率不断增加,弹性回复率不断减小,塑性变形率不断增大。     

高温高湿环境下紫外老化对氨纶结构及性能的影响

使用QUV紫外耐候试验机进行老化实验,研究了高温高湿环境下紫外老化对氨纶力学性能及微观结构的影响,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热、X射线衍射及力学性能分析探究氨纶紫外老化规律及机理,结果表明:随老化时间增加,N—H基氢键化程度变大,C—N键断裂,侧链上甲基脱氢变为更加活泼的亚甲基;氨纶热性能不断下降,玻璃化转变温度(Tg)不断升高且微相分离程度变差;结晶度在老化初期变化较小,呈先增后减的趋势,在老化150 h达到峰值。紫外老化后的氨纶,断裂伸长率及断裂强力在老化初期(0~50 h)下降明显,随后缓慢上升,分别在200 h及150 h骤降;老化前后氨纶弹性模量与结晶度变化趋势近似,弹性模量先增后减,在老化100 h达到峰值,300%弹性回复率不断下降。FTIR图谱1 110 cm^-1处显示氨纶老化前后醚基无显著变化,而1 710 cm^-1处样品吸水后产生的C=O基峰及3 317 cm^-1处因紫外光照C—N键断裂而引起的N—H吸收峰明显变弱,证明氨纶紫外老化本质是紫外光解及水解的协同作用,温度起到加速老化作用。     

聚四氟乙烯拉伸微孔膜的结构与性能

通过挤出、压延和拉伸等工序制备了聚四氟乙烯微孔膜，采用扫描电镜（SEM）分析了微孔膜的微观结构；采用差示扫描量热法（DSC）和广角X衍射（WXRD）表征了拉伸前后聚四氟乙烯结晶度的变化；研究了拉伸温度、拉伸倍率和拉伸速率对微孔膜力学性能的影响。结果表明：聚四氟乙烯微孔膜具有小岛状结点和与拉伸方向平行的微细纤维组成的微观结构；拉伸使PTFE的结晶度显著降低；拉伸工艺是制备微孔膜的关键因素，拉伸温度220～320℃，拉伸倍率为8倍时，微孔膜的最大拉伸强度可达8．5MPa；此外较大的拉伸速率可获得尺寸分布更均匀的微孔。     

染色工艺对氨纶结构与性能的影响

选取分散蓝56染料对氨纶(聚醚型聚氨酯弹性纤维)进行上染并测定色牢度等级和表面色深值(K/S值),结合傅立叶变换红外光谱测试、X射线衍射测试和力学性能测试方法从微观的角度探讨并分析分散染料染氨纶的不同工艺参数(时间、温度和染液p H值)对其性能与结构的影响,以提出氨纶染色优化工艺条件。结果表明,染色温度小于120℃时,色牢度不够,易脱色,大于130℃时K/S值和断裂强力均明显下降,氨纶损伤严重,故染色温度应控制在120~130℃区间;最佳染色时间为30 min,染色时间短,染料分子与氨纶结合差,大于30 min会造成氢键化程度下降,结晶度降低,导致断裂强力降低,染色性能变差;染液p H值应为5~6,氨纶耐酸性较好,耐碱性很差,在弱酸条件下表现出较好的染色性能且对氨纶的力学性能损伤较小。     

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。     

氨纶的生产及应用

氨纶的纺丝方法有干纺、湿纺、化学反应纺丝和熔融纺丝法,干纺产量占世界氨纶总产量的80%。聚氨酯弹性纤维应用十分广泛,可以用氨纶为纱芯,外包非弹性纤维制成各种包芯纱、包覆纱、空气变形纱,也可以用裸丝与其他纤维合股使用,主要用于加工各类高档弹性织物。     

热定型张力对PAN原丝结构与性能的影响

研究了热定型过程中的张力对PAN原丝结构与性能的影响。结果表明：热定型张力对PAN原丝的物理性能影响很大;随着热定型张力减小,PAN原丝的抗拉伸强度和初始模量随之减小,而断裂后伸长率逐渐增大;沸水收缩率和取向度也随着定型松弛幅度的增加而降低。     

易染粗旦氨纶的制备及性能

氨纶因具有优良的高弹性能,被广泛应用于服装面料领域。普通粗旦氨纶在染色过程中难以着色,在拉伸状态下,未经染色或染色效果不佳的氨纶就会出现"露白"现象,极大限制了氨纶的应用。通过化学和物理方法添加定量的助染剂,制备出了对酸性染料有良好着色效果的易染粗旦氨纶。研究证明,制备的易染粗旦氨纶在保持原有良好力学性能的同时,较普通的氨纶对酸性染料具有更加优异的染色性能和色牢度,解决了高档针织领域对氨纶的易染性能要求。     

氨纶及其织物染色性能的研究进展

介绍了氨纶及其织物的染色机制及各类染料的特点,探讨了氨纶及其织物对不同染料的差异性,重点介绍现有氨纶及其织物在染色方面存在的问题,并提出了开发易染氨纶的研发方向。     

氨纶生产的主要影响因素及差异化产品设计的基础

介绍了氨纶的分子结构及对产品性能的影响,讨论了生产工艺、原料、助剂及熟化过程等因素对氨纶产品的性能影响以及氨纶差别化产品开发研究的理论基础,概括了可以应用于开展氨纶表征分析研究的基本方法及对样品可能带来的影响。