原位生成納米TiO2-PET復(fù)合樹脂抗紫外纖維性能研究.pdf

1、抗紫外線織物研究始于二十世紀(jì)八十年代后期，研究最多的是日本，其次是美國(guó)、歐洲，早期的開發(fā)大多集中于織物的浸漬涂層整理上。進(jìn)入九十年代以后，人們開始轉(zhuǎn)向?qū)ψ贤饩€屏蔽纖維的開發(fā)研究。因?yàn)樵跍炀]分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)具有吸收紫外線的作用，所以在眾多合成纖維中滌綸的抗紫外性能最好，但是要使紫外線屏蔽率達(dá)到90％以上就必須添加紫外線屏蔽劑。 目前，抗紫外纖維的制備方法很多，但各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文創(chuàng)新地提出選用一種鈦醇鹽作為前驅(qū)體，在PTA和EG直接

2、酯化聚合過(guò)程中原位生成納米Ti02／PET復(fù)合樹脂，再通過(guò)熔融紡絲制備抗紫外線纖維，制備方法簡(jiǎn)單、抗紫外效果較好。前驅(qū)體在聚酯酯化過(guò)程生成的分子水界面上水解，保證了產(chǎn)物的納米狀態(tài)，同時(shí)因?yàn)樯杉{米材料時(shí)其周圍環(huán)境已經(jīng)具有一定的“粘性”，從而可以立即將生成的納米材料的納米形態(tài)“固定，，下來(lái)，在很大程度上避免了因納米材料表面高活性導(dǎo)致的納米材料間“團(tuán)聚”。在技術(shù)中心KF-POY長(zhǎng)絲紡絲機(jī)上進(jìn)行納米復(fù)合樹脂紡絲中試，紡絲過(guò)程穩(wěn)定，可紡性優(yōu)異。

3、纖維織物的抗紫外效果較好。 通過(guò)研究得出以下主要結(jié)論： 1．選擇鈦酸正丁酯作為原位生成的前驅(qū)體，充分考慮性價(jià)比。創(chuàng)新地利用原位生成聚合工藝，成功聚合出具備抗紫外功能的納米TiO2／PET復(fù)合樹脂。 2．對(duì)原位生成法反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探索研究。TNB在聚酯的聚合反應(yīng)過(guò)程中水解機(jī)理復(fù)雜，原位生成的產(chǎn)物不是純粹的納米Ti02，應(yīng)該是納米TiO2、Ti02的水合物以及其它一些共聚物。對(duì)復(fù)合樹脂橫截面進(jìn)行SEM、TEM分析，可

4、以發(fā)現(xiàn)納米粒子在復(fù)合樹脂中呈均勻分散，與基體界面模糊，顆粒尺寸大約80nm左右。 3.原位引入的納米Ti02對(duì)PET的合成反應(yīng)和PET樹脂的物性有著較大的影響，縮聚反應(yīng)的高真空階段的時(shí)間大為減少，有利于反應(yīng)效率的提高，但也不利于對(duì)反應(yīng)的控制，通過(guò)縮聚反應(yīng)溫度和體系真空度的控制，能有效控制原位聚合反應(yīng)過(guò)程。 4．通過(guò)DSC、TG等熱分析手段對(duì)復(fù)合樹脂一系列熱性能研究，可以認(rèn)為原位引入的納米ti02對(duì)復(fù)合樹脂熱降解性能影響不

5、大。但原位引入的納米ti02對(duì)復(fù)合樹脂的DSC熱性能影響較大。與空白樣相比，復(fù)合樹脂在熔融前的低溫區(qū)結(jié)晶速度加快，在熔融冷卻過(guò)程中的高溫區(qū)結(jié)晶速度減慢。 5.原位生成的納米Ti02／PET復(fù)合樹脂熔體是假塑性非牛頓流體。復(fù)合樹脂溶體流動(dòng)性能較空白PET樣要好。原位生成納米Ti02／PET復(fù)合樹脂具有優(yōu)異的可紡性能，適合高速紡絲和紡制細(xì)旦化產(chǎn)品。 6．原位生成納米Ti02／PET復(fù)合樹脂制備的抗紫外纖維，具有深染特性，但白