聚甲醛纤维的制备及其力学性能研究

采用双螺杆熔融纺丝制得聚甲醛(POM)卷绕丝,通过水浴拉伸卷绕制得聚甲醛纤维。利用声速取向测试仪研究了拉伸对纤维取向的影响;利用纤维强度仪测量了纤维的力学性能,研究了拉伸温度、热定形条件、酸碱性环境对纤维力学性能的影响。结果表明:拉伸倍数增大,POM纤维的取向度、断裂强度、模量增大,断裂伸长率减小;控制水浴拉伸温度在80~95℃为宜;紧张热定形有利于提高纤维力学性能。制得的聚甲醛纤维耐碱性优良,有一定的耐酸性能。     

聚醚醚酮纤维的拉伸定形后处理研究

通过熔融纺丝制得聚醚醚酮(PEEK)纤维,并采用差示扫描量热仪(DSC)、声速取向测量仪、热重分析仪、单纱电子强力仪分别研究了干热拉伸及热定形处理对PEEK纤维结晶和取向、热稳定性及力学性能的影响。结果表明:随着热拉伸倍数增大,PEEK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;PEEK纤维的热拉伸温度应选在200～240℃,热定形温度应为220～260℃;PEEK纤维的重结晶主要是在热拉伸过程中完成,热定形则进一步完善纤维的结晶结构;经过后处理,PEEK纤维的断裂强度可达到6.12cN/dtex;且具有优异的热稳定性能,热分解温度高达505℃,后处理几乎不影响PEEK纤维的热稳定性。     

高强锦纶6长丝的制备及其结构与性能研究

采用相对黏度2.485的半消光聚酰胺6切片为原料,通过熔融纺丝-多级拉伸工艺制备了高强锦纶6长丝,研究了多级拉伸工艺中拉伸温度及拉伸倍数对纤维结构和性能的影响。结果表明:受二级拉伸温度的影响,纤维中存在γ晶型向α晶型的转变,在一定范围内适当地提高纤维的各级拉伸温度,有利于纤维晶体结构更加稳定,而拉伸倍数的变化并未引起纤维晶型的转变;各级拉伸倍数较高时高强锦纶6长丝的取向度显著增加,二级拉伸温度较高时纤维取向度增加明显;拉伸倍数相对于拉伸温度对高强锦纶6长丝力学性能的影响更明显,当一级拉伸倍数为1.145、二级拉伸倍数为3.12、一级拉伸温度为55℃、二级拉伸温度为178℃时,纤维断裂强度最大,达7.23 cN/dtex。     

热拉伸倍数对芳砜纶结构和性能的影响

通过应力—应变和动态力学热分析研究了热拉伸倍数对芳砜纶力学性能和动态热力学性能的影响,同时利用广角X-射线衍射(WAXD)对不同热拉伸倍数的芳砜纶的结晶度和晶区取向度进行了分析。结果表明:随着热拉伸倍数的增加,纤维的断裂强度提高,在拉伸倍数为2.6倍时,断裂强度达到3.83 cN/dtex;纤维的玻璃化较变温度随拉伸倍数的增加变化不大,而结晶度和晶区取向度则显著增加。     

拉伸方式对聚醚醚酮纤维结构和性能的影响

采用进口聚醚醚酮(PEEK)树脂为原料,熔融纺丝制备了PEEK初生纤维,研究了一次拉伸和二次拉伸对PEEK纤维结构和力学性能的影响。结果表明:在150～270℃内,随着拉伸温度的提高,PEEK初生纤维的最大拉伸倍数增大,纤维的取向因子和力学性能提高;一次拉伸和二次拉伸时纤维的最大拉伸倍数相同,纤维的取向度、结晶度和力学性能基本相当,但二次拉伸纤维干热收缩率较低。二次拉伸时,总拉伸倍数相同,随着一段拉伸倍数的增大,纤维取向因子增大,力学性能提高;随着二段拉伸温度的提高,纤维结晶度增大,干热收缩率减小,取向因子基本相同,力学性能更优。     

二步法制备高强度聚甲醛纤维的工艺及性能研究

首先采用熔融纺丝工艺制备聚甲醛(POM)初生纤维,然后采用二级热箱对初生纤维进行热拉伸及热定型,制备高强度POM纤维;根据POM初生纤维的熔融结晶曲线和等温结晶性能,确定了初生纤维的热拉伸温度;研究了拉伸倍数对纤维力学性能、结晶度和取向度的影响。结果表明:POM初生纤维的热拉伸温度即第一级热箱温度为155℃,热定型温度即第二级热箱温度为120℃;POM纤维的拉伸强度和结晶度随拉伸倍数的增大先增加后降低,初生纤维经9倍拉伸时均达到最大;POM纤维取向度随拉伸倍数的增加而增加,初生纤维经9倍拉伸后趋于稳定;POM初生纤维经9倍拉伸时,所得POM纤维的拉伸强度达到最大值为1.23 GPa,断裂伸长率为21.07%。     

高密度聚乙烯熔纺纤维的拉伸工艺

相对分子质量为１４万的高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）通过螺杆挤出机熔纺成形,然后经过高温超拉伸可制成强度为９．７ｃＮ／ｄｔｅｘ的中强聚乙烯纤维。讨论了拉伸温度、拉伸比对纤维力学性能的影响,并通过声速取向、热分析（ＤＳＣ）、广角Ｘ射线衍射（ＷＡＸＤ）和纤维力学性能的测试研究了拉伸过程中聚乙烯纤维结构与性能的变化。结果表明：拉伸温度对纤维稳定拉伸影响较大,最佳温度为１０５～１１５℃;且初生纤维的纤度越小,高倍拉伸纤维强度越大,随拉伸倍数的提高,纤维的强度和声速取向都显著提高并改善了纤维的热性能和力学性能,但断裂伸长却呈下降趋势。     

工艺条件对热塑性聚酯弹性体单丝回弹性能的影响

采用熔融纺丝方法制备热塑性聚酯弹性体单丝,利用强伸度仪研究空气冷却距离、拉伸倍数、热定形方式、热定形温度对热塑性聚酯弹性体单丝弹性回复性能的影响,利用DSC、广角X-射线衍射仪测定其结构及结晶度的变化。结果表明:随着空气冷却距离和拉伸倍数的增加,单丝的弹性回复率提高;紧张热定形较松弛热定形单丝的弹性回复好;随着热定形温度升高,弹性回复率先升高后降低。     

聚甲醛纤维制备工艺及其性能的研究

以聚甲醛(POM)切片为原料,在200～210℃进行熔融纺丝制得POM长丝。利用DSC、Olympus偏光显微镜、单纱电子强力仪测定了POM纤维结晶度、熔点、取向度和纤维的机械性能;研究了后处理对POM纤维性能的影响以及拉伸对POM纤维耐酸碱性能的影响。结果表明:(1)POM纤维耐碱性良好,拉伸可以提高POM纤维结晶度、取向度、断裂强度以及耐酸性,但是使断裂伸长率减小;最佳拉伸温度在110℃左右,拉伸倍率在6～8之间。(2)热定形温度对POM纤维结晶度和熔点影响不大,延长热定形时间使POM结晶度、熔点降低;最佳热定形条件为在140℃下热定形4min。(3)经过拉伸热定形后的POM纤维的最大断裂强度和断裂伸长率分别为7.41cN/dtex和19.2%。     

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。     

从X-射线衍射谱图分析研究聚乙烯醇纤维的微观结构

首次引入X-射线衍射(XRD)谱图数字分峰技术,对不同工艺条件下生产的聚乙烯醇(PVA)纤维微观结构进行研究。结果表明:PVA纤维具有较高的结晶度,XRD谱图显示在2θ=5~45°范围内有7个明显的结晶峰;与常规PVA纤维比较,多级拉伸后的交联PVA纤维的结晶度和取向度增加较大;对同一纺丝方法制备的系列纤维来说,纤维强度和模量随拉伸倍数的增加而增大,进一步表明拉伸倍数的提高对获得高性能PVA纤维的重要性。     

高强度聚丙烯纤维的研究进展

分别从原料选择、原料改性、工艺制定方面综述了生产高强度聚丙烯(PP)纤维过程中可提升纤维强度的各个重要因素。相对分子质量及其分布是选择合适PP树脂的重要依据;用无机纳米材料对PP改性的主要问题是纳米材料的团聚现象;为了改善纤维内部晶体结构,可在原料中添加各种类型的成核剂;在工艺制定中,选择合适的冷却速度、拉伸温度及拉伸倍数、热定形时间、温度及负荷等,可以提高纤维内部取向度、结晶度,完善内部晶体结构,减少缺陷,最终制得具有高强度的PP单丝。     

有光缝纫线升级产品的开发

通过试验分析了熔体的特性粘数、纺丝速度、拉伸倍率、定型温度对1.33 dtex×38 mm有光缝纫线型短纤维强度、伸长率和干热收缩率的影响。结果表明:单方面提高特性粘数、纺丝速度、拉伸倍率、定型温度有利于提高纤维的强度,降低纤维的伸长率;干热收缩率受定型温度的影响;特性粘数和纺丝速度对可拉伸倍率有影响。在实际生产中,工艺参数的选择要考虑相互之间的影响和设备的状况。工业化试验的纤维断裂强度为6.52 cN/dtex、断裂伸长率为23.07%、干热收缩率3.4%,达到了进口产品标准。     

改善N-PP纤维加工性能的关键因素

探索了制备高等规度聚丙烯 (N-PP)高强纤维的加工条件 ,讨论了纺丝拉伸条件及原料的熔融指数 (MI )和等规度对 N -PP纤维的结构和性能的影响 ,发现采用降低卷绕丝取向度的方法可以改善 N-PP纤维的拉伸性。结果表明 :用 MI较低的 N -PP原料 ,在适宜的纺丝温度、缓冷的条件下 ,再配以一定的拉伸倍数及紧张热定型 ,可制得强度大于 7c N/ dtex的 N-PP高强纤维。     

熔融纺丝法制备UHMWPE/MMT复合纤维的研究

以超高相对分子质量聚乙烯/蒙脱土(UHMWPE/MMT)纳米复合材料为原料,采用熔融纺丝法,在自行设计制造的实验纺丝机上制备出纤维,利用DSC、XRD、SEM等手段对其结构进行了表征,并对其性能进行了测试。拉伸条件试验表明,水浴温度85℃、拉伸倍率14倍,是纤维最佳拉伸温度与倍率;纤维在拉伸过程中存在一个最佳的甬道停留时间。微观结构分析表明,拉伸后得到的纤维熔点、取向度都得到了提高,并在一定条件下出现了正交晶形到六方晶形的转变。     

Preparation of poly(lactic acid) fiber by dry‐jet‐wet‐spinning. I. Influence of draw ratio on fiber properties

Poly(lactic acid) fiber was prepared by dry‐jet‐wet spinning of the polymer from chloroform solution and with methanol as the precipitating medium. The as‐spun fiber was subsequently made into high strength fiber by two‐step process of drawing at a temperature of 90°C and subsequent heat setting in the temperature range of 120°C. The draw ratio had significant influence on the crystallinity and the tensile strength of the fiber. The fiber with the tenacity of 0.6 GPa and modulus of 8.2 GPa was achieved at a draw ratio of 8. The differential scanning calorimetry revealed an increase in the glass‐transition temperature with the increase in the draw ratio, which suggests the orientation of chains during the drawing process. The surface morphology of the filament as revealed by scanning electron microscopy shows that fibers are porous in nature, but a significant reduction in the porosity and pore size of the fiber was observed with the increase in the draw ratio. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 1239–1246, 2006     

海岛型双组分纤维的生产工艺和品质分析

将COPET与PET(或PA6)以(30～35)/(70～65)的比率在复合纺丝机上纺丝,可以制得物理机械性能优良和加工性能优良的海岛型双组分短纤维。从切片含水量、纺丝切片、纺丝复合比、纺丝温度、冷却成形条件、拉伸倍数和拉伸比率、拉伸温度和油浴油剂浓度、卷曲和松弛热定型过程的控制等方面,分析了海岛型双组分短纤维的生产工艺和品质。     

聚苯硫醚纤维的制备及性能研究

对聚苯硫醚(PPS)切片进行了熔融纺丝,测定了拉伸倍率、拉伸温度、热定型温度对纤维性能的影响。结果发现,随着拉伸倍率和热定型温度的提高,纤维的断裂强度和熔点都提高,断裂伸长则下降;随着拉伸温度的提高,纤维的熔点降低,断裂强度和双折射率则先降低后升高,出现最低值。在初生纤维的冷结晶温度110℃附近进行拉伸,纤维的断裂强度最低。在310℃对PPS进行纺丝,初生纤维在90℃拉伸4.5倍后,再在180℃紧张热定型5min,获得了断裂强度为3.9 cN/dtex的PPS纤维。     

Molecular structures and physical properties of heat‐drawn conjugate fibers

As‐spun poly(trimethylene terephthalate) (PTT)/poly(ethylene terephthalate) (PET) side‐by‐side conjugate fibers were drawn to investigate the effects of drawing conditions on structure development and physical properties. Effects of draw ratio and heat‐set temperature were observed. In the state of an as‐spun fiber, the molecular orientation of PTT was higher than PET, whereas PET molecular orientation increased remarkably over PTT with increasing draw ratio. Crimp contraction increased sharply at a draw ratio over 2.0, where the crystalline structure of the PET developed sufficiently. A heat‐set temperature of at least 140°C was required to develop sufficient crimp contraction. The crystallinity and orientation of the PET were attributed mainly to the crimp contraction of the drawn fiber. POLYM. ENG. SCI., 2011. © 2010 Society of Plastics Engineers