摘要: 聚丙烯(PP)纤维又称丙纶，属于合成纤维的一种。聚丙烯纤维以其优异的性能得以应用于许多领域。世界聚丙烯纤维产量自1993至2003十年中翻了一番，但近年来却徘徊不前，国内的相关企业也举步惟艰。作为世界公认的四大合成纤维之一，聚丙烯纤维是发展潜... 展开 聚丙烯(PP)纤维又称丙纶，属于合成纤维的一种。聚丙烯纤维以其优异的性能得以应用于许多领域。世界聚丙烯纤维产量自1993至2003十年中翻了一番，但近年来却徘徊不前，国内的相关企业也举步惟艰。作为世界公认的四大合成纤维之一，聚丙烯纤维是发展潜力最大、前景十分广阔的品种，近几年国内却出现萎缩，除了国际原油价格提升外，另一个很重要的因素是因为新产品的开发不够，高新技术的支持不足。 聚丙烯纤维具有很多优异的性能，但模量很低，无法满足很多场合的需要，如服装挺括性，特别是工业用丝(如用量很大的地毯、装饰布等)所需的抗形变性。本文针对聚丙烯纤维的缺点，创新性的采用共混直接纺丝法制备了性能优异的合金纤维，在拉伸过程中使分散相PET原位形成微纤，充当PP基体的“钢筋”骨架，从而提高聚丙烯纤维的强度和模量。本方法已申请两项国家专利(申请号分别为200610029033.4和200620043679.3)。 PP/PET属于热力学不相容体系，因此简单共混得到的分散相尺寸大，分散不匀，界面作用力小，严重影响了共混材料的力学性能。本文以PP—g—AA作为增容剂来提高PP和PET的相容性，研究了增容剂添加量、PET含量、共混时间、共混温度、螺杆转速以及不同共混设备对PP/PET相形态的影响。结果表明增容剂添加量有一最佳值，为PET、的50(wt)％。共混时间、共混温度、螺杆转速均有一最佳值，对于微型双螺杆共混，该值分别为15min、285℃和150rpm。另外，还研究了共混熔体的流变行为。结果显示，共混熔体表观黏度随剪切速率的增大而降低，随温度的升高而下降，随着PET及增容剂含量的增加而下降。PET和增容剂的加入，在共混熔体中起到了增塑剂的作用。 用SEM观察合金纤维碱处理后的表面、断面及纤维断层剥离面的形态，均发现PET原位成纤，从而证明了原位复合材料的制备成功。测试了合金纤维的抗张强度、杨氏模量和断裂伸长率，结果表明原位微纤的形成，极大地提高了合金纤维的力学性能。组份配比为90/10/5的合金纤维具有最佳的力学性能，该合金纤维和纯PP纤维相比较，强度提高20％，模量提高38.5％，而断裂伸长率下降21％。 研究了PET微纤对合金纤维的结晶动力学和结晶特性的影响。结果显示，PET微纤对PP结晶起到异相成核剂作用，有利于PP在较高温度下快速结晶。合金纤维的非等温结晶动力学研究表明，结晶前后两个阶段出现了不同成核和生长方式。前期主要是微纤异相成核，PP沿微纤形成横晶，而后期，在离微纤相对较远的地方，PP本体成核，生成典型的PP球晶形态。 收起