海藻酸钠/南极磷虾蛋白复合纤维的制备及性能研究

采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠/南极磷虾蛋白质(SA/AKP)复合纤维,研究了纤维力学性能的影响因素。结果表明:SA/AKP复合纤维的断裂强度随着蛋白质含量、凝固浴温度、凝固时间的增加而减小,随钙离子浓度的增加而先增大后减小;凝固剂钙离子与聚乙二醇溶液质量比为4∶1,制得SA/AKP复合纤维的断裂强度达1.21 cN/dtex,AKP的加入导致复合纤维的热失重增大。     

凝固浴浓度对离子液体法纤维素纤维结构以及性能的影响

探讨了以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂制备的纤维素纤维纺丝工艺条件中凝固浴浓度对纤维结晶结构以及力学性能的影响。实验表明:在相同拉伸比和气隙条件下,凝固浴浓度对再生纤维素纤维的结构以及性能影响较大。随着凝固浴浓度的增加,纤维的结晶度和无定形取向都呈现先增大后减小的趋势,纤维的横向晶粒变小,拉伸强度、初始模量也呈先增大后减小的趋势。     

一步法聚酰亚胺纤维的制备及其性能研究

利用实验室自制的聚酰亚胺(P)I溶液,通过干湿法纺丝制得PI初生纤维。在以水和N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶液(体积比8∶2)作为凝固浴,凝固浴温度为5～15℃的条件下,所得初生纤维结构均匀密实,纤维截面呈圆形或腰圆形。在对初生纤维进行热处理时,随着热处理温度升高和时间增加,PI纤维的力学性能增强。当热处理温度为300～320℃、时间为30 min时,PI纤维的力学性能最优,其断裂强度和初始模量达到2.474 cN/dtex和50.066 cN/dtex;当热处理温度高于320℃,时间超过1 h,纤维力学性能又缓慢下降。纤维的热稳定性较好,在500℃左右仍具有较好的热稳定性。     

干湿法含硼高强高模PVA纤维的制备及其结构性能研究

以二甲基亚砜/水(DMSO/H_2O)为混合溶剂,硼酸为交联剂,采用干湿法纺丝制备含硼高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维(简称PVA-B纤维),研究了其结构性能。结果表明:随着硼酸含量的增加,PVA-B纤维的断裂强度和初始模量先增大后减小,断裂伸长率先减小后增大,当硼酸质量分数(硼酸质量相对PVA质量)为0.6%时,PVA-B纤维的强度和模量达到最大,其值分别为15.45 cN/dtex和412.76 cN/dtex。与PVA纤维相比,硼酸质量分数为0.6%的PVA-B纤维的断裂强度和初始模量均大幅度提高,且其纤维的取向度、结晶度、熔点、最大热失重速率的温度均得到提高,其取向度为96.73%,结晶度为75.40%,熔点为239.5℃,最大热失重速率的温度为378.6℃。     

硅烷偶联剂修饰纳米SiO_2改性MF/PVA纤维的结构与性能

采用经硅烷偶联剂KH570表面修饰的纳米SiO_2(KH570-SiO_2)对三聚氰胺甲醛/聚乙烯醇(MF/PVA)浆液进行改性,采用湿法纺丝并改变凝固浴温度制得了KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维,采用旋转黏度计分析对比了KH570-SiO_2改性前后纺丝浆液的黏度变化,研究了KH570-SiO_2及凝固浴温度对MF/PVA纤维结构与性能的影响。结果表明:KH570-SiO_2改性后MF/PVA浆液的稳定性有所提高,KH570-SiO_2改性后MF/PVA纤维的断裂强度有所下降,但纤维韧性有较大提高,纤维耐热性能和阻燃性能也有较大提高;随着凝固浴温度的升高,KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维的特征热分解温度和极限氧指数(LOI)先增大后降低,纤维LOI均高于28%;纤维断裂强度随凝固浴温度的升高而增大,而纤维断裂韧性则呈现先降低后增大趋势;凝固浴温度为50℃时,制得的KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维LOI为38.7%,纤维断裂强度和断裂伸长率分别为2.53 c N/dtex和5.17%。     

高强度海藻酸盐纤维的制备

采用湿法纺丝方法制备高强度海藻酸盐纤维,研究了影响纤维断裂强度的因素。结果表明:海藻酸钠的β-D-甘露糖醛酸单元(M)/α-L-古罗糖醛酸单元(G)质量比越高,纤维断裂强度越低。采用M/G值为0.32的海藻酸钠为原料,氯化钙水溶液为凝固液,纺丝液质量分数为5.0%,凝固浴质量分数为4.5%,凝固浴温度为40℃,纤维烘干温度为30℃,可制得断裂强度达4.675 cN/dtex的高强度海藻酸盐纤维。     

丙烯酸接枝改性壳聚糖纤维的制备及性能

在引发剂过硫酸铵(APS)的作用下,采用丙烯酸(AA)接枝改性壳聚糖(CS),制备出CS-AA接枝共聚物,经湿法纺丝将其纺制成纤维,再用戊二醛对纤维进行一定程度的交联,可得到较好力学性能的改性CS纤维。结果表明:CS质量分数(相对AA)为14.3%,APS(相对AA)的摩尔分数为1.0%,反应温度65℃,反应时间6 h,凝固浴中无水乙醇和质量分数为10%氢氧化钠水溶液的体积比为50/50。在此条件下制得的纤维的断裂强度为0.55 cN/dtex,断裂伸长率为367%,经交联处理后纤维的断裂强度达2.03 cN/dtex。     

高浓度纤维素纺丝液湿法纺丝工艺研究

以棉纤维为原料,采用离子液体-二甲基亚砜复合溶剂配制固含量17%的纺丝液,通过湿法纺丝制备纤维素纤维,探讨了凝固牵伸比、水洗牵伸比及水洗温度对纤维结构和性能的影响。研究结果表明:采用凝固正牵伸,可以有效提高纤维力学性能与结晶性能。当凝固牵伸比为1.05、水洗牵伸比为1.3、水洗牵伸温度为60℃时,得到的再生纤维素纤维性能较好,断裂强度为2.11cN/dtex,断裂伸长率为10.29%;纤维素纤维取向度较高,结晶比较完善。     

热处理对轮胎帘子线用Lyocell纤维性能的影响

在自制的热处理装置上对尚未干燥过的Lyocell初生纤维进行热处理,探讨了张力和热处理温度对纤维性能的影响。结果表明,热处理能提高Lyocell纤维的断裂强度和初始模量。预张力为0.75 cN/dtex、热处理张力为0.60 cN/dtex、热处理温度为130℃,热处理时间为11 s时,热处理效果较好,Lyocell纤维断裂强度达5.8 cN/dtex、初始模量达86.9 cN/dtex、干热收缩率小于1.1%,经热处理后的Lyocell纤维符合轮胎帘子线性能要求。     

沸水再拉伸速率对聚丙烯腈纤维结构与性能的影响

以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂溶解聚丙烯腈(PAN)制成PAN纺丝原液,采用干喷湿法纺丝,经过凝固、预拉伸、沸水拉伸制得PAN纤维,对所得PAN纤维进行沸水再拉伸处理,研究了沸水再拉伸速率对PAN纤维结构和性能的影响。结果表明:PAN纤维中残留质量分数为4.38%的离子液体,为沸水再拉伸起到了增塑作用;随着沸水再拉伸速率的增大,PAN纤维的力学性能提高,断裂强度由2.69cN/dtex提高到4.33 cN/dtex,而断裂伸长率由26%减小到20%,纤维的玻璃化转变温度、晶区取向度、双折射率、结晶度、晶粒尺寸均增大。     

高强高模聚乙烯醇纤维的生产工艺初探

采用凝胶纺丝,添加硼酸和助剂生产高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维,探讨了其生产工艺。结果表明:控制纺丝原液PVA质量分数16%,添加硼酸质量分数1.0%～1.1%;采用Na_2SO_4/NaOH凝固浴体系,其中Na_2SO_4质量浓度为300g/L,NaOH质量浓度为80～100g/L,凝固浴温度45℃,凝固时间25s;选择4段拉伸,湿热拉伸倍数为6,总拉伸倍数为14;生产稳定,得到的高强高模PVA纤维断裂强度达15cN/dtex,模量达320cN/dtex。     

聚酰亚胺纤维的制备及其结构研究

将均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中进行溶液聚合得到聚酰胺酸(PAA)溶液,并用该溶液进行干湿法纺丝得到PAA纤维,分别用化学酰亚胺化法和热酰亚胺化法得到聚酰亚胺(PI)纤维。研究了凝固浴组成和工艺条件对PAA形态结构和纤维性能的影响,以及不同酰亚胺化方法对PI纤维形态结构和性能的影响。结果表明:以甲醇为凝固浴制备的PAA初生纤维,无孔致密,最高拉伸强度和初始模量分别为2．21 cN/dtex和40．73 cN/dtex;采用化学酰亚胺化法制得的PI纤维中存在少许孔洞缺陷,其强度较低,热酰亚胺化法制得的PI纤维无孔致密,其强度和模量分别达到2．83 cN/ dtex和43．4 cN/dtex。     

竹笋壳纤维的力学性能

为了了解竹笋壳纤维的基本力学性能,为竹笋壳纤维的进一步开发利用提供理论依据,研究了竹笋壳纤维拉伸断裂性能、松弛性能和定伸长弹性性能等力学指标。结果表明,竹笋壳纤维断裂性能指标拉伸断裂强度、初始模量和断裂伸长率分别为3．21cN／dtex、214．32cN／dtex和2．01％,在湿态下竹笋壳纤维的拉伸断裂强度和初始模量下降较大,分别下降了38．6％和33．1％,断裂伸长率变化不大;比较干、湿态下竹笋壳纤维的抗应力松弛性能和定伸长抗伸回弹性,湿态下的抗应力松弛性能和弹性能力较优。     

超细聚乙烯醇缩甲醛纤维结构与性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、电子强伸仪等研究了超细聚乙烯醇缩甲醛(SF-PVFM)纤维的形态结构、结晶度、热性能和力学性能等,并与普通聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)纤维和高强高模聚乙烯醇(HTHM-PVA)纤维的结构与性能进行对比。结果表明:3种纤维中,HTHM-PVA纤维具有最规整的聚集态结构和最佳的力学性能。SF-PVFM纤维与PVFM纤维截面结构均致密无明显孔洞,但SF-PVFM纤维具有较高的结晶度和较好的性能,其结晶度为64.6%(XRD法),熔融温度为226.4℃,断裂强度为7.1 cN/dtex,模量为1 10 cN/dtex,断裂伸长率为10.7%。     

拉伸条件对高强PVA纤维结构和性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)加入到二甲基亚砜(DMSO)和水(质量比94:6)的混合溶剂中,以甲醇为凝固剂,采用干湿法凝胶纺丝,经热拉伸和热定型后,制得高强度PVA纤维。探讨了拉伸工艺对高强PVA纤维结构和性能的影响。结果表明:对于负拉伸为40%,初拉伸2倍,220℃热拉伸9.9倍,热定型2 min的PVA纤维,纤维的结晶结构比较完善,断裂强度为17.8 cN/dtex,初始模量为310.7 cN/dtex;PVA纤维在光学显微镜下观察到的横纹反映出结晶聚集体的光学现象,横纹较多时,纤维的断裂强度和初始模量较高。     

PVA凝胶纺丝工艺对纤维结构与性能的影响

讨论了聚乙烯醇（ＰＶＡ）凝胶纺丝过程中的凝固浴、初生冻胶丝的溶剂萃取和干燥收缩以及干冻胶丝超拉伸、热定型等工艺条件对ＰＶＡ纤维结构和性能的影响，并制备出拉伸强度和模量分别为１１．３和４３０ｃＮ／ｄｔｅｘ的高强高模ＰＶＡ纤维。     

三叶异形聚乳酸纤维的熔融纺丝及其性能研究

以特性粘数1．51 dL／g的聚乳酸(PLA)为原料,采用三叶异形喷丝板一步法熔融纺丝制备出异形度为52％的三叶异形PLA纤维,研究了其热性能和机械性能。结果表明,PLA纤维的断裂强度和初始模量随拉伸倍数的增加而提高,经4倍拉伸,其断裂强度为2．39 cN／dtex,初始模量为17．27 cN／dtex。由于PLA的慢速冷却结晶过程,纤维在成形过程中形成不同晶层厚度的结晶结构。纺丝过程中纤维皮层结构受到更大的拉伸取向作用,并在纤维表面出现一定游离原纤化结构。     

湿法纺丝制备PTFE纤维的后处理工艺研究

以聚乙烯醇(PVA)为载体采用湿法纺丝制备聚四氟乙烯(PTFE)/PVA初生纤维,然后进行烧结、拉伸后处理得到PTFE纤维,考察了烧结温度、烧结时间和拉伸倍数对PTFE纤维力学性能的影响,讨论了强酸和强碱对PTFE纤维的腐蚀作用。结果表明:较佳的后处理工艺是烧结温度380℃,烧结时间30 min,拉伸倍数5,制得的PTFE纤维的线密度为14.60 dtex,断裂强度为0.871cN/dtex,断裂伸长率为261.26%,模量为0.525 cN/dtex;PTFE纤维具有优异的耐酸碱腐蚀性能。