CPCM/PE蓄热调温纤维的制备及其结构与性能研究

将脂肪酸酯类和高级脂肪族醇类相变材料按质量比95∶5共混,制备复合相变材料(CPCM);以CPCM作为芯层、聚乙烯(PE)作为皮层,采用熔融纺丝方法及自制复合纺丝组件制备出具有皮芯结构的CPCM/PE蓄热调温纤维,并对纤维的结构与性能进行表征。结果表明:PE与CPCM为物理混合,没有发生化学作用;CPCM/PE初生纤维呈皮芯结构,纤维的直径约为42μm;当CPCM的注射速度为4 m L/h时,纤维中的CPCM质量分数为48.4%,初生纤维于60℃经过7倍拉伸,制备的CPCM/PE蓄热调温纤维的熔融温度和结晶温度分别为27.1~44.5℃和31.4~15.2℃,熔融焓和结晶焓分别为62.43 J/g和63.11 J/g,纤维线密度为6.0 dtex,断裂强度为1.81 c N/dtex,断裂伸长率为29.5%。     

低熔点共聚酯的流变性能及其皮芯复合纺丝研究

对熔点为168.6℃的低熔点共聚酯(LPET)和常规纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的流变性能进行分析,结合LPET和PET熔体在喷丝板出口处的剪切速率(γ)以及不同温度下二者表观黏度的匹配程度,确定了皮芯复合纺丝最佳工艺条件,并对纤维性能进行了研究。结果表明:LPET在247~251℃下与PET在292~296℃下的熔体非牛顿指数和结构化程度相近;LPET的非牛顿指数和结构黏度指数受温度的影响比PET敏感,LPET的黏流活化能受γ的影响比PET敏感;当mLPET∶mPET为3∶7,螺杆温度进料段LPET为220℃、PET为280℃,压缩段LPET为245℃、PET为285℃,均化段LPET温度245℃、PET为296℃,箱体温度为293℃,复合纺丝所得纤维在95℃下进行拉伸1.3~1.8倍,制得LPET/PET皮芯复合纤维的断裂强度为2.98 c N/dtex,断裂伸长率为28.86%,且纤维的皮芯结构明显,热熔粘结效果较好。     

皮芯复合阻燃疏水纤维的制备工艺

采用有机膦系G-77阻燃剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行共混改性用作芯层料,赋予纤维阻燃性能,采用聚偏氟乙烯(PVDF)和共聚阻燃母粒对自制阻燃母粒进行改性用作皮层料,赋予纤维一定的阻燃性和疏水性;将改性后皮芯料通过皮芯复合纺丝制得多功能阻燃疏水纤维;探讨了芯层料和皮层料阻燃加入量对其阻燃性能的影响,研究了皮芯复合阻燃疏水纤维的制备工艺及其原丝的力学性能。结果表明:当芯层料中的G-77阻燃剂与PET的质量比为7.25/100时,其极限氧指数(LOI)为27.8%;当皮层料中的PVDF的质量分数为6%,自制阻燃母粒与共聚阻燃母粒质量比为7.0/3.0时,其与水的接触角为83.4°,LOI为26.3%;当皮芯复合比为20.0/40.5,卷绕速度为1 200 m/min,拉伸倍数为3.75时,皮芯复合阻燃疏水纤维的可纺性较好,原丝的线密度为2.15 dtex,断裂强度为4.52 cN/dtex。     

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。     

PA6/CPCM储能调温纤维的制备及表征

以两种固-液型相变材料共混所得的复合相变材料(CPCM)为芯层,以尼龙6(PA6)切片为皮层,采用自制的复合纺丝组件通过不同于传统的熔融纺丝法,得到PA6/CPCM储能调温初生纤维,将初生纤维在80℃下拉伸5倍,制得PA6/CPCM储能调温纤维,并对其结构性能进行了表征。结果表明:PA6/CPCM初生纤维呈皮芯结构,直径约为95μm;所得纤维中CPCM质量分数约为32.9%,熔融相变温度为18.50~30.89℃,结晶相变温度为7.78~18.68℃,熔融焓、结晶焓分别为66.12,64.93 J/g;当CPCM注入量为8 m L/h时,PA6/CPCM储能调温纤维的线密度为15.57 dtex,断裂强度为2.76 c N/dtex,断裂伸长率为16.71%,该纤维可应用于冬季保暖外套中。     

HDPE/PET皮芯复合纺丝中组分表观黏度匹配及可纺性研究

以纤维级高密度聚乙烯(HDPE)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,采用复合纺丝法制备HDPE/PET皮芯复合纤维,考察了HDPE和PET的流变性能及二者熔体表观黏度(η_a)的匹配关系,探讨了剪切速率(■)和纺丝温度对两组分熔体黏度比的影响规律,确定了皮芯复合纺丝最佳工艺条件,并对纤维性能进行表征。结果表明:HDPE和PET熔体的η_a均随着■的增大呈现非线性降低,均为非牛顿流体;随着■的提高,HDPE与PET的黏度比呈上升趋势,当■为8 000 s~(-1)时,HDPE与PET的熔体黏度比为0.6～0.8,且随纺丝温度的升高,黏度比的变化不明显;采用密度为0.959 g/cm~3的HDPE与PET进行复合纺丝,当HDPE/PET皮芯复合比为40/60、箱体温度为288℃、拉伸温度为90℃、拉伸倍数为3.0时,可纺性好,制得的HDPE/PET皮芯复合纤维的皮芯结构明显,截面形态良好,断裂强度为3.42 cN/dtex,断裂伸长率为40.06%,干热收缩率为3.73%。     

假发用相变皮芯复合纤维的制备与性能研究

使用双组份复合纺丝机熔融纺皮芯复合结构发制品纤维。该皮芯复合纤维芯层为十八烷/EVA的共混物,皮层为EVA/HDPE共混物。红外光谱分析说明相变材料十八烷已填充进皮芯复合结构发制品纤维;通过热性能研究得出皮芯复合发用纤维具有调节温度的特性;当定负荷≤40 cN时,无论是1次拉伸还是反复5次拉伸,含相变材料皮芯复合结构发制品纤维都具有良好的弹性回复率。制备的功能型发制品纤维,在保持良好弹性回复率的情况下,具有蓄热调温功能。     

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。     

CPCM/PP蓄热调温纤维的制备及表征

采用熔融复合纺丝法,通过自制的复合纺丝组件,以聚丙烯(PP)为皮层,由脂肪酸酯类和高级酯肪族醇类组成的复合相变材料(CPCM)为芯层,制备了具有皮芯结构的CPCM/PP蓄热调温纤维,并对纤维的结构与性能进行表征。结果表明:CPCM/PP初生纤维呈皮芯结构,其直径约为100μm;当CPCM/PP质量比为55∶45时,其初生纤维在70℃下5倍拉伸后,得到的CPCM/PP蓄热调温纤维中CPCM的质量分数为53.63%,熔融相变温度与结晶相变温度分别为32.65~48.02℃和20.96~39.02℃,熔融焓和结晶焓分别为90.04,81.01 J/g,纤维线密度为10.3 dtex,断裂强度为2.59 cN/dtex,断裂伸长率为41.38%。     

废旧涤纶织物醇解再生制备低熔点粘合纤维

以废旧涤纶织物为原料,采用乙二醇醇解法对废旧涤纶织物进行化学再生,制得再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);在化学再生过程中以间苯二甲酸,1,4-丁二醇为改性单体进行共聚,制得再生低熔点共聚酯(LPET);采用皮芯复合纺丝工艺将再生LPET(皮)与再生PET(芯)按一定复合比例进行纺丝并进行拉伸后处理,制得再生低熔点PET粘合纤维。结果表明:与常规大有光PET比较,再生PET的热稳定性与之相近,再生LPET的热稳定性稍差,但不影响其加工应用;再生LPET的软化温度为76℃,熔融温度为125℃;再生LPET与再生PET按皮芯质量比为4∶6,在纺丝温度280℃,冷却风温度22℃,吹风速度1.2 m/s,纺丝速度1 100 m/min,拉伸浴槽温度60~65℃,拉伸倍数2.9的条件下进行皮芯复合纺丝制得再生低熔点PET粘合纤维,纤维的线密度为4.6 dtex,断裂强度为3.22 c N/dtex,断裂伸长率为48.2%,干热收缩率为5.6%,回潮率为0.41%,完全达到FZ/T 52010—2014《再生涤纶短纤维》的指标要求。