摘要: 近年来，世界各地火灾事件频频发生，造成的人身伤害极大，引起了人们的广泛关注，从而阻燃技术成为了研究热点。纺织品对于人们的日常生活无处不在，因此对纤维材料的阻燃功能提出了更高、更新的要求。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以其强度高，耐磨性好... 展开 近年来，世界各地火灾事件频频发生，造成的人身伤害极大，引起了人们的广泛关注，从而阻燃技术成为了研究热点。纺织品对于人们的日常生活无处不在，因此对纤维材料的阻燃功能提出了更高、更新的要求。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以其强度高，耐磨性好，模量高，保形性好，耐热性和耐光性等一系列优异的性能，且具有良好的洗可穿性，因此PET纤维在纺织品应用中极为广泛。然而，PET纤维的极限氧指数极低，属于易燃材料，且受热易熔融分解，远远达不到阻燃的标准，使得其应用受到极大限制，因此对于PET纤维的阻燃研究成为当前的热点。 目前，应用于PET的阻燃剂主要有卤系、磷系、其他三大类，但随着环保和卫生法规的完善，阻燃剂的研究正向着无卤化、阻燃超细化、抑烟化等趋势发展。近年来，纳米阻燃材料中的CNTs成为研究的重点，而碳微球(CMSs)同属碳纳米材料的一个分支，因其特殊的结构和优异的物化性能受到广泛关注，但其目前主要被用于润滑材料、催化剂载体、电极材料，对其阻燃性能的研究在国内外还鲜见报道。 本课题首先采用原位聚合法制备以碳微球为芯材，聚对苯二甲酸乙二醇酯为壁材的胶囊碳微球(PCMSs)，主要研究了制备工艺对PCMSs形貌以及阻燃性能的影响，进行正交试验设计，探讨制备PCMSs的最佳工艺，并对最佳工艺条件下制备的PCMSs的分子结构，微观、超微观结构以及其热稳定性能进行了分析。其次，通过熔融共混法制得不同碳微球含量的CMSs/PET与PCMSs/PET复合材料，对复合材料形貌、结构进行了分析表征;重点研究了最佳含量下的PET复合材料的阻燃性能、热性能、力学性能，并将其作为新型阻燃剂制备了不同比例的PET复合纤维，通过对复合纤维的微观结构、分子结构以及力学性能、取向度、吸湿性能进行了分析，确定了纺丝工艺下最佳阻燃剂的添加比例。 通过以上研究，可得出以下结论: (1)采用原位聚合法制备了以碳微球为囊芯，对苯二甲酸乙二醇酯为囊壁的微胶囊化碳微球，通过对碳微球包覆率以及PCMSs/PET复合材料的极限氧指数的测定得出最佳制备工艺:PTA与EG质量比为1∶10，反应温度为140℃，反应时间为7h，催化剂含量2％，乳化剂用量1％，CMSs与PTA质量比为1∶1。 (2)胶囊化后的碳微球表面粗糙，凹凸不平，囊壁与囊芯材料以氢键、分子间作用力形式相结合，囊壁厚度约为50nm，最佳包覆率为36.2％。 (3)通过熔融共混的方法制备的PCMSs含量为1％的PET复合材料具有较好的分散性、相容性。且含量为1％的CMSs/PET复合材料极限氧指数为28.6％，较PET的极限氧指数提高了33.6％，含量为1％的PCMSs/PET复合材料极限氧指数达到29.8％，较PET的极限氧指数提高了39.3％，较含量为1％的CMSs/PET复合材料极限氧指数提高了4.2％，二者复合材料均达到Ⅴ-0级， PCMSs的加入进一步提高了PET复合材料的阻燃性能。 (4)采用熔融共混纺丝法可以成功制备CMSs/PET与PCMSs/PET阻燃功能纤维，当阻燃剂的含量为0.6％时，阻燃PET功能纤维的微观形貌、取向度及力学性能最佳，PCMSs含量为0.6％的阻燃PET功能纤维的极限氧指数为29.7％，且其吸湿性能良好，是一种性能优良的阻燃纤维。 收起