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。     

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。     

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%。     

二步法制备高强度聚甲醛纤维的工艺及性能研究

首先采用熔融纺丝工艺制备聚甲醛(POM)初生纤维,然后采用二级热箱对初生纤维进行热拉伸及热定型,制备高强度POM纤维;根据POM初生纤维的熔融结晶曲线和等温结晶性能,确定了初生纤维的热拉伸温度;研究了拉伸倍数对纤维力学性能、结晶度和取向度的影响。结果表明:POM初生纤维的热拉伸温度即第一级热箱温度为155℃,热定型温度即第二级热箱温度为120℃;POM纤维的拉伸强度和结晶度随拉伸倍数的增大先增加后降低,初生纤维经9倍拉伸时均达到最大;POM纤维取向度随拉伸倍数的增加而增加,初生纤维经9倍拉伸后趋于稳定;POM初生纤维经9倍拉伸时,所得POM纤维的拉伸强度达到最大值为1.23 GPa,断裂伸长率为21.07%。     

热处理对国产对位芳纶AFS-920结构与性能的影响

以国产对位芳纶AFS-920为研究对象,通过热处理装置对芳纶进行增强改性。采用纤维强伸度仪、扫描电子显微镜、同步辐射广角X射线衍射等表征方法,系统地研究了热处理时间、温度、张力对芳纶性能的影响以及结构与性能之间的演变规律。结果表明:随着热处理温度的上升、张力的加大及停留时间的延长,强度和模量均有比较明显的提高然后又下降。最佳的热处理工艺为:处理温度500℃,张力0.3 c N/dtex,处理时间10 s。结构分析发现:无定形区的改善有利于提高纤维的力学性能,模量和强度提高的原因是纤维取向度及结晶度增大。     

热处理对PAN基碳纤维结构与性能的影响

以日本进口碳纤维(T300)和国产聚丙烯腈基碳纤维(GCF)为原材料,采用自制石墨化炉,在一定拉伸条件下,对T300及GCF进行1500～2100℃热处理,制备了不同性能的高模量聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CFs)。采用广角X射线衍射、拉曼散射光谱、万能材料测试机等探讨了在热处理过程中PAN-CFs性能的演变规律,研究了PAN-CFs的力学性能与微观结构。结果表明:随着热处理温度升高,PAN-CFs的拉伸强度逐渐下降,拉伸模量逐渐上升,纤维的微晶尺寸和微晶取向度逐渐增大,石墨化程度越来越高,PAN-CFs的微观结构从二维乱层石墨结构向有序的三维层状结构发展。     

聚乙交酯纤维的结构及其降解性能

纺制了聚乙交酯(PGA)纤维,并对其进行了不同温度和时间的热处理。对处理后PGA纤维的结构进行了测试,并将其放置于恒温箱的磷酸盐缓冲液中进行两周降解处理,研究了不同热处理工艺下PGA纤维的结构及降解性能。试验结果表明:随着热处理温度的提高,PGA纤维材料的晶区取向度变化不大,结晶度逐渐增大,晶粒尺寸也相应发生变化;在试验条件下,经过恒温缓冲液两周时间的降解处理,纤维的强度保持率随热处理温度提高呈现先增大后降低的趋势,纤维的强度保持率在110℃出现最大值;同时,在热处理温度110℃时,随着热处理时间的延长,PGA纤维的强度保持率增加。     

聚酯/液晶聚合物共混纤维的热处理

采用Ｘ射线衍射法、双折射法以及声速法研究了ＰＥＴ及其与液晶聚合物（ＬＣＰ）的共混初生纤维以及经过热处理后纤维的结晶结构和取向结构,并用应力－应变（Ｓ－Ｓ）法测定其断裂强度和初始模量。结果表明,ＬＣＰ的加入使初生纤维取向度和结晶度均下降,而喷头拉伸率增大则使共混初生纤维的结晶度和取向度均提高;由较大喷丝头拉伸率得到的共混纤维经热处理后取向度下降,而结晶度增大;当ＬＣＰ含量大于或等于１０％时,经热处理后共混纤维取向度下降;纤维２１０℃热处理后的晶粒尺寸明显大于１８０℃处理的,且前者的纤维各晶面的晶粒尺寸随着ＬＣＰ加入均有增大;纯ＰＥＴ纤维经热处理后力学性能提高,而ＰＥＴ／ＬＣＰ共混纤维热处理前后力学性能则呈较复杂的变化。     

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%。     

纳米CaCO_3/POM复合纤维的制备

将纳米CaCO3和聚甲醛(POM)按一定的质量比放在超高速混合机中混合,借助混合机叶片高速旋转时产生的热量和外加热的热量,使得POM颗粒软化,再将纳米CaCO3均匀地粘附在其表面上,从而制得聚甲醛复合材料。采用熔融纺丝法制备初生纤维,再通过热空气浴热拉伸得到最终的纤维。最后,通过XRD测试纤维的结晶情况,通过扫描电镜(SEM)测试纤维的表面形态和断面形态以了解纳米CaCO3在聚甲醛基体中的共混情况,通过TG测试纤维的热稳定性和通过纤维工程力学仪器测试单根纤维的力学性能。结果表明:改性和拉伸后纤维的结晶度上升,而晶粒尺寸变小;纤维的表面变得粗糙,低含量的纳米碳酸钙在POM中的分散效果良好;改性后纤维的热稳定性得到明显地提高;纤维的强度和韧性也有较好的改善。     

热定形对并列复合再生聚酯短纤维性能的影响

以再生聚酯瓶片料和泡料混合料为原料进行并列复合纺丝,并经后纺工艺处理得到并列复合再生聚酯短纤维。通过对纤维进行干热定形,研究热定形温度、时间对并列复合再生聚酯短纤的强伸性能、卷曲性能和热收缩性能的影响。结果表明:聚酯短纤维的断裂强度和断裂伸长率随着热定形温度升高而增大;断裂强度随热定形时间的延长逐渐下降,断裂伸长率先增大后减小,在20 min时达到最大值,为17.4%,声速取向因子则随着热定形时间的延长呈现下降趋势。纤维的卷曲性能随着热定形温度的升高而改善,较短的时间内,纤维的卷曲性能已经达到最佳;热定形温度的升高使纤维的热收缩率增大;并列复合再生聚酯短纤维的最佳热定形温度是140～160℃,最佳定形时间为10 min。     

张力拉伸对PAN纤维热稳定化反应进程的影响

在不同拉伸条件下,对聚丙烯腈(PAN)纤维进行热处理。借助傅里叶变换红外光谱、X射线衍射等表征手段,研究了PAN纤维热稳定化过程中,拉伸张力对纤维分子链聚集态结构及化学反应的影响。结果表明:PAN纤维热处理过程中,施加张力会在一定程度上影响纤维的环化反应。当热处理温度较低(180℃)时,施加张力可抑制环化反应的发生;热处理温度较高(大于200℃)时,拉伸张力有利于环化反应的发生。热处理过程中,施加张力,对PAN纤维结晶度影响较小,晶区取向和全取向度增加,晶粒尺寸增大。这是由于拉伸与温度双重作用影响了纤维的聚集态结构,导致参与环化反应的分子数量发生变化。     

冻胶法聚乙烯醇水溶纤维的结构研究

由冻胶纺丝制备聚乙烯醇 (PVA)水溶纤维 ,用X -衍射、双折射、扫描电镜、电子强伸仪等测试了纤维的结晶度、取向度、横截面形态、应力应变曲线和纤维的水溶温度。实验证明 :纤维的结晶度和取向度随拉伸倍数和热处理温度的增加而增加 ;在同一条件下醇解度较高的PVA纤维的结晶度和取向度高于醇解度较低的PVA纤维 ;纤维呈圆形截面 ,无皮芯层 ,结构均匀 ,具有良好的力学性能和宽的水溶温度范围。     

PBT/PET并列型复合纤维后加工条件探索

本文研究了PBT/PET并列型复合纤维在不同的松弛热定型和假捻变形工艺条件下,纤维卷曲度、卷曲收缩性能以及纤维结构之间的关系。试验表明复合纤维的卷曲性能随着热定型温度和变形温度的上升而增加,当温度升到某一值时超于平衡,本文还表明纤维卷曲性能与纤维中大分子链的解取向和结晶度有关。随着温度的增加,取向度下降,结晶度上升,卷曲性能亦上升。且证明了PBT/PET并列型复合纤维经假捻变形后其卷曲度、卷曲收缩率、卷曲模量、卷曲稳定性处于最佳状态,经机织后织物的弹性可达23％以上。     

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。     

环氧聚合型扩链剂对POM/TPU共混体系的相容作用

使用环氧聚合型扩链剂作为POM/TPU共混物的相容剂,研究其对POM/TPU共混物的流变性能、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明,添加环氧聚合型扩链剂后,POM/TPU共混物的熔体流动速率先升高然后降低;冲击强度提高,断裂伸长率大幅提高;结晶度先升高后降低;热变形温度提高。