6D扁平高收缩腈纶的结构和性能

本文利用沸水收缩率、声速取向、粉末X射线衍射仪(XRD)以及单丝强度等手段对国产6D扁平高收缩腈纶的结晶结构、取向度、力学性能和热收缩性能进行表征分析,深入了解扁平高收缩性腈纶收缩时内部结构与性能的变化。研究发现扁平高收缩腈纶的热收缩行为主要是由纤维中非晶区结构的解取向造成的,收缩主要发生在80～100℃范围。结构中的晶区取向度对纤维的沸水收缩率贡献不大,所以提高非晶区取向度和降低结晶度是进一步提高收缩率的有效方法。     

热处理温度对高强涤纶工业丝结晶与取向性能的影响

加工过程中的热处理对纤维的聚集态结构变化具有重要的影响。采用二维X射线衍射仪研究了高强涤纶工业丝分别经过25,75,125,175,225℃温度热处理后其结晶度和晶区取向度的变化。结果表明:在较低的热处理温度区域(25～75℃),随着热处理温度升高,高强涤纶工业丝的非晶区分子链段开始活动,晶区结构变得松散,结晶度下降,进一步升高热处理温度至125℃时,纤维晶区发生重结晶现象,结晶度略微增长,而热处理温度升高至175～225℃时,纤维逐渐熔融,结晶度显著下降;随着热处理温度升高,高强涤纶工业丝(010)晶面和(100)晶面的晶区取向度降低,(-110)晶面的晶区取向度增加,但纤维的晶区总取向度随热处理温度的升高而增加,主要是由(-110)晶面的晶区取向度增加导致。     

超拉伸过程中UHMWPE纤维结构与性能的研究

利用密度梯度仪、声速取向仪、Instron材料强力仪、WAXD、DSC等手段 ,对超高相对分子质量聚乙烯 (UHMWPE)纤维在超拉伸过程中的结构和性能进行了测试研究。结果表明 ,不同拉伸倍数的UHMWPE纤维的结晶度、取向度、力学性能和熔融温度随着拉伸倍数的增大而增加 ;DSC图谱上的 Tm4 峰和WAXD分析证实了在超拉伸过程中UHMWPE纤维发生了正交晶相向六方晶相的转变 ,超拉伸后期结晶结构的变化对纤维的力学性能影响很大。     

高强高模PVA纤维存放过程中力学性能的衰减规律

以2.0 dtex高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为例,采用单纤维强伸仪,测试纤维在存放期间(1～360 d)的断裂强度、断裂伸长率和初始模量,考察高强高模PVA纤维力学性能随存放时间的衰减规律。结果表明:随存放时间的延长,高强高模PVA纤维的断裂强度和初始模量逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大,存放时间达270 d后均趋于稳定;高强高模PVA纤维存放90 d内断裂强度、断裂伸长率和初始模量变化较小,存放时间超过90 d后纤维力学性能明显下降,存放时间达270 d时,纤维断裂强度下降2.9%,断裂伸长率增加6.6%,初始模量下降10.3%;在高强高模PVA纤维的实际应用中,纤维在90 d内使用为宜。     

高强高模聚乙烯纤维发展概况与应用前景

高强高模聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶并称当今世界三大高科技纤维,因其分子量极高,主链结合好,取向度、结晶度高,强度为当今所有新型化纤材料之最,在高级轻质复合材料中显示出极大的优势,被广泛应用于国防、安全防护、航空航天、航海、兵器、造船等诸多领域,成为目前发展最快的高性能纤维。高强高模聚乙烯纤维也是我国"十五"规划重点发展的高科技项目和国家鼓励发展的特种纤维品种之一,世界上仅有荷兰、美国、日本和我国拥有该产品工业化生产技术。本文简要介绍高强高模聚乙烯纤维的物化性能、制造工艺、国内外生产概况、应用领域、市场前景等方面的一些情况,并对今后国内高强高模聚乙烯纤维产业的发展提出了建议。     

高强高模聚乙烯纤维生产现状与市场前景

高强高模聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维，因其分子量极高，主链结合好，取向度、结晶度高，强度为当今所有新型化纤材料之最，在高级轻质复合材料中显示出极大的优势，被广泛应用于国防、安全防护、航空航天、航海、兵器、造船等诸多领域，成为目前发展最快的高性能纤维。高强高模聚乙烯纤维也是我国“十五”规划重点发展的高科技项目和国家鼓励发展的特种纤维品种之一，世界上仅有荷兰、美国、日本和我国拥有该产品工业化生产技术。本章简要介绍高强高模聚乙烯纤维的物化性能、制造工艺、国内外生产概况、应用领域、市场前景等方面的一些情况，并对今后国内高强高模聚乙烯纤维产业的发展提出了建议。     

最新专利

<正>高强聚乙烯纤维包覆纱线及经编布(申请号CN201611204358.1公开日2017.02.15申请人绍兴天跃化纤有限公司)本发明涉及高强聚乙烯纤维包覆纱线及经编布,选用高强高模聚乙烯纤维为基本材料,其表面外包覆可粘接和浸润性纤维,成为高强聚乙烯纤维包覆纱线;采用经编交织方法,     

聚酯纤维微观形态结构与老化特性的关系

通过力学性能测试研究了高强型聚酯工业丝(HT-PET)和聚酯全拉伸丝(FDY-PET)在人工加速老化条件下的性能变化,并通过特性黏度、红外光谱、广角X射线散射、小角X射线散射对纤维在老化过程中的分子和微观形态结构变化进行了表征。结果表明:在试验设定的人工加速老化条件下,FDYPET纤维的断裂强度和断裂伸长率都明显下降,沸水收缩率降低,而HT-PET纤维的力学性能没有显著变化。形态结构分析表明:两种纤维的端羧基含量相近,但在老化过程中,FDY-PET纤维的端羧基明显增多,特性黏度减小,晶区含量、微纤和片晶尺寸以及取向程度都发生显著变化,这是纤维力学性能变化的主要因素;而HT-PET纤维结构稳定,超分子结构和微观形态结构变化不明显,老化过程中只发生了少量无定形区的收缩,引起取向度有所下降,对纤维的力学性能影响不大。     

涤纶工业丝的晶态结构与性能的关系

采用广角X射线衍射(WAXD)方法分析了高强型(HT)、高强低伸型(HTLE)、高模低收缩型(HMLS)3种涤纶工业丝的晶态结构与其性能的关系。结果表明:对于断裂强度最大的HT型纤维,结晶度大(37%)、晶粒尺寸大、结晶完善程度好;对于断裂伸长率小的HTLE型纤维,晶粒尺寸较小、非晶区取向度较大(0.91),结晶区对无定形区链段运动的限制程度大;对于热收缩率小的HMLS型纤维,晶区取向度高但非晶区取向度小(0.84),高温下不易发生解取向,尺寸稳定性好。     

高强高模聚乙烯纤维通过鉴定

高强高模聚乙烯纤维这一高科技产品由湖南临澧太平集团与上海华东大学共同研究开发成功 ,并通过了湖南省科委主持的技术鉴定。该材料可用于制造防弹衣、防弹头盔、盾牌等 ,此材料的制作技术过去仅为美国、荷兰、日本三国所掌握 ,并被控制和垄断。高强高模聚乙烯纤维是以超高分子量聚乙烯为原料 ,经冻胶纺技术将以往无法加工的超高分子量聚乙烯 ,加工成为力学性能优异的高科技纤维。它广泛应用于安全防护、航天航空、电子、兵器、造船、建材、体育、医疗等诸领域 ,具有抗冲击性、抗刀割性、耐低温、耐腐蚀、耐紫外线等特征高强高模聚乙烯纤维…     

热处理对聚萘二甲酸乙二酯纤维结晶和力学性能的影响

利用差示扫描量热法(DSC)、X-射线衍射(XRD)和声速取向等测试手段,研究了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)纤维加工成为帘子线过程中要经受的高温热处理过程中的内部结构变化,并利用万能材料测试仪研究了纤维的力学性能。试验结果表明:PEN纤维在加工过程中结晶度增大;PEN纤维的α型晶粒尺寸变大,结晶结构趋于完善;纤维在热处理中取向度没有明显的变化;经过热处理后纤维力学强度提高,而断裂伸长率下降。     

拉伸与热定型对聚苯硫醚长丝结构性能的影响

以国产聚苯硫醚(PPS)树脂为原料,用熔融法纺丝制得PPS长丝。采用差示扫描量热仪、热重分析仪研究了后处理对纤维结晶和热性能的影响;利用声速取向测量仪研究了拉伸对纤维取向的影响;用单纱电子强力仪测量了纤维力学性能。结果表明:热拉伸倍数增大,PPS纤维取向度、结晶度增加,纤维的断裂强度增加,断裂伸长减小;拉伸倍数大于5,会出现较多毛丝和断头;控制热拉伸温度85～105℃,热定型温度100℃以上;纤维的结晶主要在热拉伸过程中基本完成,热定型进一步完善结晶结构;高温下氧气的存在,会使PPS纤维发生严重的氧化降解。     

多级拉伸中超高相对分子质量聚乙烯纤维的结构与性能研究

采用凝胶纺丝-超拉伸技术纺制了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维。采用双折射法、DSC热分析法对不同拉伸级数的纤维进行了结构分析并测试了其力学性能和抗蠕变性能。研究结果表明:随着拉伸倍数的增加,纤维的取向度、结晶度及热性能得到了提高,力学性能和抗蠕变性得到改善,可得到纤维强度大于30cN/dtex,模量超过1200cN/dtex的高性能纤维。     

凝固浴组分对纤维素纤维结构和力学性能的影响

采用新型碱复合溶剂NaOH／j琉脲／尿素水溶液对纤维素进行溶解,并采用H2S04／Na2SO4溶液作为凝固浴,对纤维素溶液进行湿法纺丝,获得纤维素纤维。通过改变凝固浴组分,研究纤维素纤维结构和性能的变化,获得更好的纺丝条件。研究表明,当H2S04质量分数为8％～10％,Na2SO4质量分数6％～12％时,纺丝过程稳定,纤维素纤维的力学性能较好且相对稳定。纤维素纤维的断裂强度最大值可达2．06cN／dtex,纤维素纤维横截面均呈近圆形结构,且无明显的皮芯结构,同时纤维素纤维具有纤维素II的结晶特征,凝固浴组分变化对纤维素纤维的结晶度和取向因子影响不大。     

热处理对国产对位芳纶AFS-920结构与性能的影响

以国产对位芳纶AFS-920为研究对象,通过热处理装置对芳纶进行增强改性。采用纤维强伸度仪、扫描电子显微镜、同步辐射广角X射线衍射等表征方法,系统地研究了热处理时间、温度、张力对芳纶性能的影响以及结构与性能之间的演变规律。结果表明:随着热处理温度的上升、张力的加大及停留时间的延长,强度和模量均有比较明显的提高然后又下降。最佳的热处理工艺为:处理温度500℃,张力0.3 c N/dtex,处理时间10 s。结构分析发现:无定形区的改善有利于提高纤维的力学性能,模量和强度提高的原因是纤维取向度及结晶度增大。     

牵伸浴槽温度和拉伸速度对纤维结构及性能的影响

借助于ＷＡＸＤ、密度法、双折射等分析手段，考察了牵伸浴槽温度和拉伸速度对纤维的拉伸性能的影响。认为牵伸浴槽的可调温度以６０～６８℃为宜。并就温度和速度变化而引起的纤维超分子结构和力学性能的变化进行了讨论。结果表明，牵伸浴槽温度偏低，使非晶取向较大，可提高产品最终力学性能。在实验范围内，拉伸速度变化对纤维的结构性能影响不大。     

PCH/UHMWPE复合材料的性能研究及应用

采用一种结构与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维相似、且对纤维表面具有良好浸润性的碳氢树脂(PCH)作基体,通过层压成型工艺制得PCH/UHMWPE复合材料,对复合材料的力学性能、介电性能及吸湿性能进行研究.结果表明,PCH/UHMWPE复合材料力学性能好、介电性能优异、吸湿率低,湿热前后材料性能变化甚小,性能保留率高,可用作高性能透微波复合材料.利用PCH/UHMWPE复合材料制得的覆铜板、压力容器等产品在实际应用中性能较为优异,可达到规定使用要求.     

从丝素水溶液中再生的丝纤维的结构与性能

通过使用表面皿直接拉伸、毛细管重力纺丝和人工拉伸3种不同的成丝方法,从高浓度再生丝素水溶液中制得了丝纤维。用偏光显微镜观察了丝纤维的取向,用拉曼光谱仪和Instron拉力仪表征了丝纤维的结构和力学性能。结果发现,经毛细管剪切流动后再拉伸有利于再生丝性能的提高,所得的丝有较好的取向和较多的β折叠结构,力学性能也相对较好。剪切在丝纤维的成形过程中起重要的作用。     

The effect of shrinkage on the structure and properties of ultra-high molecular weight polyethylene fibers with different concentration

Interface variation in the extraction and drying process of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) gel fiber results in different shrinkage at different direction. The essence of shrinkage lies in the crystallization of UHMWPE chains under the effect of interface tension. However, UHMWPE gel fiber prepared with different solution concentration has different chain entanglement points density that can hinder the regular stacking for UHMWPE chains. The restriction for axis shrinkage of UHMWPE gel fiber facilitates the orientation of UHMWPE chains that is beneficial to improve the tensile strength of UHMWPE drawn fiber. Combined with multiple methods of Wide angle X-ray diffraction, Small-angle X-ray scattering, Differential scanning calorimetry and sonic orientation, the structural evolution of UHMWPE fiber with different shrinkage ratio and different concentration was investigated. Meanwhile, the suitability for UHMWPE fibers in production was evaluated by final tensile strength of the fibers. Here, a structural evolution model is proposed to elucidate the correlation between the shrinkage and the structure and properties of UHMWPE fibers prepared with different solution concentration.