聚乳酸的熔融紡絲研究.pdf

1、聚乳酸具有較好的化學(xué)惰性、易加工性、生物相容性和生物降解性,并且降解產(chǎn)物為二氧化碳和水,在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天,它越來越受到人們的重視；由它制成的纖維抗張強(qiáng)度高、柔軟性好,是一種很有應(yīng)用前景的生物降解材料。聚乳酸的紡絲有干法紡絲和熔融紡絲兩種,目前熔融紡絲已經(jīng)成為聚乳酸紡絲的主流。本論文首先篩選了合適的紡絲原料和干燥條件,在此基礎(chǔ)上研究了聚乳酸熔體的流變性能及聚乳酸纖維的熔融紡絲-熱拉伸二步法和纖維的結(jié)構(gòu)和性能,為通過熔融紡絲方法制

2、備聚乳酸纖維提供了依據(jù)。
　　 聚乳酸纖維的質(zhì)量很大程度上取決于原料的質(zhì)量,因此有必要對紡絲原料進(jìn)行篩選。本論文采用1HNMR、13CNMR、DSC和GPC等研究方法對三種不同的熔融紡絲原料用的聚乳酸進(jìn)行了分析,研究結(jié)果表明:聚乳酸的消旋性即光學(xué)活性,殘存單體量會(huì)影響聚乳酸的熱性能,進(jìn)而影響聚乳酸的熔紡性能。尤其是當(dāng)聚乳酸的立體規(guī)整性過差時(shí),就會(huì)呈現(xiàn)非晶聚合物的特性,無法進(jìn)行熔融紡絲。
　　 聚乳酸主要的降解方式是水解,

3、因此熔融紡絲中分子量的損失很大程度是由于切片的含水問題造成的,所以在熔融紡絲前必須對切片進(jìn)行干燥,以嚴(yán)格的去除水分,并在儲(chǔ)存過程中密切注意防回潮。對聚乳酸的干燥條件研究結(jié)果表明,在真空度為30pa,溫度100℃下干燥12小時(shí)后,聚乳酸相對分子質(zhì)量基本保持不變,切片含水率降為90ppm,基本滿足紡絲要求。
　　 聚乳酸熔體屬于切力變稀流體,它的表觀粘流活化能較高,表觀粘度對溫度較為敏感,熔紡過程中應(yīng)該嚴(yán)格的控制紡絲溫度。
　

4、　 以聚乳酸為原料,進(jìn)行熔融紡絲和熱拉伸試驗(yàn).對紡絲后初生纖維的粘均相對分子質(zhì)量和熱性能進(jìn)行測試,分析了聚乳酸熔紡過程中的降解情況,從而驗(yàn)證了所選用的干燥和熔紡條件是較合適的。對拉伸溫度和拉伸倍數(shù)對聚乳酸纖維力學(xué)性能及形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi)隨拉伸溫度的提高,聚乳酸纖維的斷裂強(qiáng)度和模量增大,但拉伸溫度過高,纖維的力學(xué)性能反而有所下降；在選定的拉伸溫度下,隨著拉伸倍數(shù)的增加,聚乳酸纖維的取向度和結(jié)晶度也隨之增加,力學(xué)性能上表