聚乳酸/碳纳米管共混纤维的制备及其性能研究

将聚乳酸(PLA)切片与硝酸处理过的多壁碳纳米管(MWNTs)按质量比19∶1混合制成PLA/MWNTs母粒,再将PLA切片与母粒按不同比例共混熔融纺丝制得PLA/MWNTs共混纤维,研究了不同工艺条件下纤维的力学性能和抗静电性能。结果表明:添加MWNTs质量分数小于0.8%时,可纺性良好,质量分数达到1.0%时,可纺性变差;最佳工艺条件为纺丝温度194.5℃,纺丝速度875 m/min,拉伸温度80℃;PLA/MWNTs共混纤维的抗静电性随着MWNTs含量的增加而递增,当MWNTs质量分数为0.8%,PLA/MWNTs共混纤维的比电阻为6.55×108Ω·cm,摩擦静电压935 V,衰减静电压672 V。     

再生聚酯及其纤维的结构性能研究

以废旧聚酯(PET)纺织品为原料,加入乙二醇(EG)使其醇解,经液相增黏制得再生PET切片,由熔融模拟纺丝制备了再生PET纤维,并对再生PET切片及再生纤维的结构和性能进行了测试表征。结果表明:废旧PET纺织品加入乙二醇进行醇解再增黏可制备的再生PET切片特性黏数([η])大于等于0.65dL/g;再生切片可纺性良好,所得纤维横、纵向截面均光滑、密实,无明显结构缺陷;当乙二醇和PET纺织品质量比为1∶8时,所得再生PET切片的[η]为0.713 dL/g,其纤维具有较好的结晶性能以及良好力学性能,纤维的断裂强度为3.58 cN/dtex。     

碳纳米管-炭黑协同改性PTT/PET复合纤维的制备及导电性能

聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PTT/PET)复合纤维具有稳定且高度螺旋的卷曲结构,为改善其抗静电性能,采用碳纳米管(CNT)/炭黑(CB)复合填料对PTT进行共混改性。将不同质量比的CNT,CB及PTT共混挤出,制备出用于纺丝的CNT/CB/PTT共混切片,CNT/CB/PTT共混切片与PET切片复合纺丝制备CNT-CB协同改性PTT/PET复合纤维,并对复合纤维的导电性能进行表征。结果表明:采用质量分数1%的CNT和质量分数10%的CB作为导电填料对PTT改性,导电粒子在PTT基体中未出现明显的团聚,且CNT和CB可以形成较为完善的复合导电通路,制备的CNT/CB/PTT共混切片可用于纺丝;将CNT/CB/PTT共混切片与PET切片按质量比50∶50进行复合纺丝,制得的复合纤维具有良好的导电性能;随拉伸倍数的提高,复合纤维的体积电阻率呈下降趋势,但拉伸倍数过高,会损坏CB与CNT在PTT基体中形成的导电网络,当拉伸倍数为3. 3时,未改性的PTT/PET复合纤维体积电阻率为3. 58×10~9Ω·cm,而改性复合纤维的体积电阻率下降至5. 44×10~6Ω·cm。     

载银纳米氧化锌改性PET纤维研究

用T-氨丙基三乙氧基硅烷处理过的载银纳米氧化锌抗菌剂与PET共混制得PET抗菌母粒,通过复合纺丝制得抗菌剂质量分数为1%的皮芯型抗菌PET纤维。结果表明:抗菌剂在抗菌PET纤维中均匀分散,抗菌PET纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率均达99%以上;抗菌PET纤维较PET纤维强度和结晶度有所下降,玻璃化转变温度有所提高,熔点和结晶温度变化不大。     

阻燃防水多功能PET纤维的制备

分别采用环境友好型的磷氮系列新型阻燃剂和聚偏氟乙烯(PVDF)对聚酯(PET)进行改性,通过皮芯复合纺丝制备阻燃防水多功能PET纤维,对纤维的制备工艺及其阻燃性能和防水性能进行了研究。结果表明:添加环氧树脂包覆磷酸铵(CK-APP105)质量分数为6%时,纤维极限氧指数值高达30.7%,具有良好的阻燃效果;CK-APP105/三聚氰胺脲酸盐(CK-MCA)质量比为7/3时,协同阻燃效果最佳;芯层料添加质量分数5.6%的CK-APP105和2.4%的CK-MCA,皮层料添加质量分数6%的PVDF,所制得纤维的断裂强度为3.25 cN/dtex,断裂伸长率为67.32%,极限氧指数为30.9%,与水的接触角大于90°;改性PET纤维具有较好的阻燃性能和防水性能。     

玉米基乙二醇制PET的中试研究

分别将玉米基乙二醇和常规乙二醇与对苯二甲酸反应,以三氧化二锑为催化剂,添加二氧化钛和纳米二氧化硅等,制得玉米基聚酯(PET)切片和常规PET切片,经纺丝、拉伸,制得玉米基PET纤维和常规PET纤维,并对其纤维的表面形态和染色性能进行对比。结果表明:玉米基PET切片的熔点较常规PET切片的熔点低10℃,纺丝温度也低10℃;玉米基PET纤维表面粗糙,较常规PET纤维染色性能好。     

多壁碳纳米管增强PET纤维的初步研究

选择体积含量为70%的三氟乙酸(TFA)与30%二氯甲烷(DCM)作为混合溶剂,采用溶液法可制得用于增强聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维的PET/多壁碳纳米管(MWCT)混合母粒。扫描电镜(SEM)观察发现MWCT在母粒内分散良好。将PET/MWCT母粒与纯PET切片熔融纺丝,制备出了力学性能明显增强的纤维。在实验的最佳纺丝条件下,MWCT质量含量为0.04%时,纤维断裂强度可达到5.25cN/dtex、初始模量达到119.7cN/dtex,分别比相同条件下的纯PET纤维提高21.0%和37.6%。     

SA/PTA/EG共聚酯纤维的性能研究

将丁二酸(SA)部分取代对苯二甲酸(PTA),与玉米基乙二醇(EG)共聚制得SA/PTA/EG共聚酯并对其进行纺丝,研究了共聚酯纤维的可纺性、力学性能和染色性能。结果表明:SA/PTA/EG共聚酯的纺丝温度较常规聚酯的纺丝温度约低25℃。随着SA含量的增加,共聚酯纤维的模量和声速取向度降低,沸水收缩率增加,但SA质量分数(相对于PTA)不宜大于20%。共聚酯纤维染色性能优异,染色温度约90℃,上染率可达90%以上,其耐摩擦牢度和耐洗色牢度均不低于4级。     

铜锌复合抗菌聚酯纤维的制备及性能研究

采用凝胶-溶胶法制备铜锌纳米复合抗菌剂(Cu-ZnO),并通过原位聚合的方法引入到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合过程中,制备抗菌改性PET切片,再通过熔融纺丝制备抗菌改性PET纤维;利用X射线衍射和红外吸收光谱对Cu-ZnO的结构进行了表征,利用差示扫描量热分析、场发射扫描电镜、振荡法等对改性PET切片的热性能和改性PET纤维的形貌、抗菌性能进行了表征,并对Cu-ZnO的抗菌机理进行了分析。结果表明:制备的复合抗菌剂为Cu-ZnO,Cu-ZnO较ZnO具有更高的抗菌效果;Cu-ZnO具有促进PET结晶的能力,起着异相成核剂的作用,添加Cu-ZnO质量分数超过1%后会阻碍PET的结晶;当添加Cu-ZnO质量分数为1%时,改性PET切片的冷却结晶温度由190.0℃升至212.5℃,改性PET纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为91.2%和93.2%,具有良好的抗菌效果,纤维断裂强度为2.6 c N/dtex,断裂伸长率为32.8%;在ZnO中掺杂Cu~(2+),提高了ZnO对可见光的吸收范围和强度,从而提高其抗菌效果。     

共混纺丝法制备抗紫外老化高强PET纤维的性能研究

选用UV-1577作为抗紫外老化剂,与特性黏数为0.98 d L/g的高黏聚酯(PET)切片共混,采用共混添加的方法得到抗紫外老化PET功能母粒,再与高黏PET切片进行共混纺丝,通过低速纺丝、多倍拉伸制备了抗紫外老化高强PET纤维。结果表明:UV-1577对高黏PET的共混和纺丝过程不会造成影响,随着UV-1577的加入,高黏PET非牛顿指数降低;当UV-1577质量分数为5.0%时,共混体系熔融温度从248℃上升到252℃,终止结晶温度从178℃上升到200℃;经过300 h人工氙灯加速老化,添加UV-1577改性高强PET纤维的端羧基指数变化程度明显下降,具有良好的抗紫外老化性能,其中UV-1577质量分数5.0%的高强PET纤维强度保持率达到95.6%。     

抗菌PET短纤维纺丝工艺探讨

采用无机银系抗菌母粒与PET切片共混纺丝生产抗菌PET短纤维。结果表明,添加质量分数10%的抗菌母粒,减少组件的添砂量,降低组件初始压力至6.0～7.0 MPa,纺丝温度288～292℃,环吹风温度24～26℃,风速1.05 m/s,降低后加工速度和拉伸温度,生产稳定,得到的1.56 dtex×38 mm抗菌PET短纤维的抗菌率达99%以上。     

PA6抗菌纤维的研制与开发

探讨了PA6抗菌纤维的生产工艺,并与普通纤维进行了比较。结果表明:添加银离子抗菌剂质量分数为2%,抗菌效果较好。PA6抗菌纤维纺丝温度比普通纤维低5～7℃,选择卷绕角度应为1.2°～1.4°,纺丝速度不低于4 000 m/min,控制纺丝张力14 cN,卷绕头接触压力120 N,含油率0.5%～0.8%,可生产出质量合格的83 dtex/23 f PA6抗菌DTY产品。     

分子筛改性PET纤维的制备和性能研究

将分子筛、添加剂(分散剂、交联剂)以不同的比例和PET切片共混进行母粒法熔融纺丝,制得分子筛改性PET纤维,并测定纤维的力学性能、吸湿性能和染色性能。结果表明：当纤维中分子筛质量分数为2%时,改性PET纤维的可纺性较好;添加剂含量存在最佳值,与纯PET纤维相比,分子筛：分散剂(质量比)为1．0：1．8时,改性纤维断裂强度提高39．7%,含湿率提高30．4%,上染率提高7．7%;分子筛：分散剂：交联剂(质量比)为1．0：1．2：0．2时,改性纤维断裂强度可提高62．7%。分子筛在改性PET纤维中分散均匀,并形成了拟网状结构。     

抗起球阻燃聚酯的研究

阐述了抗起球阻燃聚酯的合成过程 ,重点研究了抗起球剂加入量对切片及纤维的热性能、物化性能、可纺性和抗起球性能的影响。聚合、纺丝、织造和抗起球性能的测试结果表明 ,切片制备工艺可行 ,可纺性良好 ,添加 0 .0 5 %～ 0 .3%抗起球剂的改性聚酯纺制的抗起球性能可达到 4.5～ 5级。     

共混改性聚酯纤维的吸湿性能研究

利用设计开发的高亲水母粒与常规聚酯进行共混,对共混物的熔融与结晶行为进行了表征。合成的亲水性母粒与常规聚酯共混过程中具有良好的相容性,对不同添加量的改性聚酯的吸湿性进行了测试,建立了共混物表面接触角与吸水率对母粒添加量的关系曲线。选择添加6%的母粒进行试生产,对制备的短纤维进行力学性能、吸湿性能的表征。研究表明:改性聚酯短纤维具有良好的吸湿性能,通过纤维碱减量试验,结合扫描电镜表征手段对改性机制进行了进一步研究。经碱减量处理的改性纤维吸湿性呈下降的趋势,且随着碱浓度增加纤维表面的凹槽增加,分析推测亲水母粒分布在纤维的表面,从而改善了聚酯的吸湿性。     

分子筛改性PET纤维的制备及其染色性能

采用分子筛、分散剂、偶联剂与PET切片共混纺丝制备分子筛改性PET纤维,讨论了分子筛的处理和加入方法等对改性PET纤维染色性能的影响。结果表明:母粒法纺丝比直接法纺丝好;对于分子筛与分散剂的混合,熔融法好于溶液法。当纤维中分子筛质量分数为3％时,改性PET纤维上染率提高2．45倍,加入适量的偶联剂后,其断裂强度较PET纤维提高约4％,上染率达到79．09％,分子筛在PET基体中分散均匀。     

海藻酸钠/聚乙烯醇/银复合纤维的静电纺丝

采用静电纺丝方法,在不同海藻酸钠/聚乙烯醇质量比、含银量、纺丝电压、纺丝液流速、接收距离条件下,制备了海藻酸钠/聚乙烯醇/银复合纤维,利用扫描电镜分析了纤维直径分布及形态。结果表明:海藻酸钠与聚乙烯醇的质量比和含银量对复合纤维成纤性和纤维形态的影响较为显著。海藻酸钠与聚乙烯醇质量比为2∶8、银占溶质质量分数的0.1%、纺丝电压为20 kV、纺丝液流速为0.1 mL/h、接收距离为8 cm时,纺丝效果最佳,纤维形态最好。     

1．33 dtex细旦有光涤纶短纤维生产工艺

在聚酯熔体中,加入质量分数为0．15%的有光添加剂HB生产1．33 dtex细旦有光涤纶短纤维,探讨了其纺丝及后加工工艺对产品质量的影响。结果表明:纺丝温度284～286℃,纺丝速度950～1 000 m/ min,环吹风温度23～25℃,环吹风压力差250～280 Pa,采用高温紧张热定型,设计合适的喷丝板,优化纺丝、冷却、拉伸工艺,可生产出高质量的高速涤纶缝纫线原料。