高強(qiáng)大伸長滌綸工業(yè)絲的制備及性能研究.pdf

1、本文分析闡述了差別化滌綸工業(yè)絲的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，研究的重點(diǎn)是在已有的滌綸工業(yè)絲制備基礎(chǔ)上，為滿足客戶需求，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，開發(fā)制備出一種高強(qiáng)度、大伸長、低收縮率的滌綸工業(yè)絲，該產(chǎn)品可以直接應(yīng)用于水處理過濾膜的支撐層。論文主要從聚酯切片的固相聚合工藝、紡絲工藝和纖維性能等方面著手，深入探究了固相聚合過程中反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及紡絲過程中熔融溫度、熱輥速度和溫度等因素對(duì)紡絲生產(chǎn)的影響，以進(jìn)一步完善固相聚合、紡絲等過程的生產(chǎn)條件。實(shí)驗(yàn)依

2、托浙江海利得新材料股份有限公司省級(jí)企業(yè)研究院的生產(chǎn)裝置、物性檢測室、化學(xué)分析室的相關(guān)測試設(shè)備，對(duì)水處理用滌綸工業(yè)絲生產(chǎn)過程中的固相聚合和熔融紡絲部分進(jìn)行了研究，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)水處理用滌綸工業(yè)絲的生產(chǎn)。
　　研究表明：利用連續(xù)式固相聚合設(shè)備對(duì)特性粘度低的纖維級(jí)聚酯切片進(jìn)行固相聚合制備得到特性粘度高、含水率和端羧基含量低的聚酯切片。論文重點(diǎn)研究了固相聚合反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)特性粘度的影響，研究結(jié)果表明，隨著溫度的增加，特性粘度呈現(xiàn)

3、上升的趨勢(shì)；隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，特性粘度也呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。綜合考慮成本因素，優(yōu)化固相聚合工藝為：結(jié)晶化段溫度為160-170℃、停留時(shí)間為1-2 h，預(yù)結(jié)晶段溫度為210-220℃、停留時(shí)間為3-4 h，反應(yīng)段溫度為210-220℃和停留時(shí)間為30-50 h。在上述優(yōu)化聚合工藝條件下，制得聚酯切片特性粘度由0.675 dL/g增加至1.03-1.18 dL/g，含水率由0.04％下降到0.015%，端羧基含量由24%降低到12%。采

4、用X射線衍射測試聚酯切片在固相聚合反應(yīng)后的結(jié)晶度為60-63%。
　　采用差示掃描量熱儀和毛細(xì)管流變儀對(duì)固相聚合的切片進(jìn)行非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)和流變性能測試。結(jié)果表明：升溫速率從5℃/min升高到40℃/min，結(jié)晶峰往高溫方向移動(dòng)，而且結(jié)晶峰變寬。Jeriorny法分析表明，在不同的升溫速率下，固相聚合聚酯切片的Avramin指數(shù)n為2.0-2.6，推測結(jié)晶過程均相成核和異相成核同時(shí)存在。流變分析結(jié)果表明，在剪切粘度為200-100

5、00 s-1范圍內(nèi)，熔體表現(xiàn)出剪切變稀行為，而且非牛頓指數(shù)小于1。當(dāng)剪切速率為200 s-1時(shí)，粘流活化能為71.78 kJ·mol-1；當(dāng)剪切速率為1691.66 s-1時(shí)，粘流活化能為36.57 kJ·mol-1，這說明粘流活化能隨剪切速率升高而降低，因此熔體在高剪切速率下對(duì)溫度依賴性增強(qiáng)，這對(duì)紡絲過程中溫度控制具有重要的參考價(jià)值。
　　以高粘聚酯切片為原料，通過熔融紡絲制備滌綸工業(yè)絲，研究了熔融溫度、紡絲拉伸比、拉伸定型溫度

6、等因素對(duì)纖維性能的影響。采用纖維強(qiáng)伸儀、X射線衍射、烘箱等測試了纖維的力學(xué)性能和熱學(xué)性能。結(jié)果表明：熔融溫度對(duì)可紡性影響較大，適當(dāng)增大紡絲拉伸比有利于提高纖維的斷裂強(qiáng)度，定型溫度對(duì)纖維的干熱收縮率有著決定性的影響。最終優(yōu)化的工藝條件為：擠出溫度290-300℃，紡絲速度為450-2600 m/min，拉伸定型溫度230-240℃，上述工藝制備的纖維性能如下：纖維纖度為467±9 dtex，斷裂強(qiáng)度≥7.0 cN/dtex，斷裂伸長率為2