滌綸工業(yè)絲結(jié)構(gòu)與性能

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1、四川大學(xué)博士學(xué)位論文滌綸工業(yè)絲結(jié)構(gòu)與性能姓名：李鑫申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：吳大誠2000.3.1嬰型查蘭堡!：蘭竺!生蘭——————————————————j一似；牛易，22滌綸工業(yè)絲結(jié)構(gòu)與性能洲學(xué)劃≯331628研究生李鑫指導(dǎo)教師昊大誠本礬究旨在從我國紡絲設(shè)備實(shí)際情況出發(fā)，探索較flt紡速條件下滌綸工業(yè)絲各制備工序中的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律及其對(duì)性能的影響，據(jù)此調(diào)整工藝解決高模量低收縮(HMLS)型滌綸工業(yè)絲生產(chǎn)中通常出現(xiàn)的I：☆強(qiáng)度高模量和低收縮性能之間的矛盾。最終在實(shí)驗(yàn)室條件下制備出符合HMLS型指標(biāo)要求的樣品：強(qiáng)度大于7cN／dTex，模量(5％伸長時(shí)的應(yīng)力)

2、人j二4．0cN／dTex，溫度為1770C、外加張力0．5cN／Tex時(shí)的熱收縮小于3．5％。本研究包括以下主要內(nèi)容：J5■P——一1)綜述了滌綸工業(yè)絲的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢，明確了在我國研究與開發(fā)HMLS型滌綸工業(yè)絲的實(shí)際意義。，，對(duì)工業(yè)絲最重要的熱收縮性能和強(qiáng)度、模量性能的相關(guān)基礎(chǔ)研究進(jìn)行了綜述0一八2)刪AxD、DSC、紅外光譜、雙折射、密度梯度和聲速法是常用的聚合物結(jié)構(gòu)的表征方法，本文通過對(duì)其基本原理和測試結(jié)果的物理意義的詳細(xì)討論，明確了各方法對(duì)于具有較高結(jié)晶度和取向度的纖維材料的適用性和局限性，為結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析奠定了基礎(chǔ)。3)對(duì)兩種收縮性能有明顯差異的滌綸工業(yè)絲的收縮

3、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，溫度范圍為375～494K，外加張力約o．2c噦Tej。(采用WAXD，DSC，聲速和密度梯度等方法對(duì)等溫收縮中的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，宏觀的等溫收縮結(jié)果可以按雙指數(shù)函數(shù)擬合，從而按收縮量和州J衄的弛豫時(shí)間的明顯不同視其為兩個(gè)主要過程的疊加：非晶分子鏈的解取向是收縮的主要因素，在高溫時(shí)尤為顯著，這是一個(gè)快過程；與晶Ⅸ變化密切棚關(guān)的分子鏈的遷移是一個(gè)相對(duì)較慢的過程，對(duì)收縮的貢獻(xiàn)較小。Ib弛豫時(shí)川隨溫度的變化關(guān)系計(jì)算出兩個(gè)過程的活化能分別為48和49KJ／Mol。通過憶IⅢ1區(qū)取向函數(shù)(，三。)四川大學(xué)博士學(xué)位論文的表征直接證明了在收縮過程中非晶區(qū)解取

4、向的變化。尤為重要的是樣品長度(，，)與無。隨時(shí)間的變化規(guī)律非常相似，從而證實(shí)了非晶區(qū)解取向?qū)崾湛s的主要貢獻(xiàn)。在熱收縮過程中，纖維的晶區(qū)取向函數(shù)值基本不變。晶區(qū)的變化包含了晶粒的增長，新的不完善晶粒的形成和晶區(qū)的完善。晶粒的增長在較短的時(shí)間內(nèi)基本完成，熔融再結(jié)晶則存在于整個(gè)收縮過程。隨溫度的升高，晶區(qū)變化速度明顯加快，對(duì)非晶區(qū)解取向的抑制效應(yīng)因此變大。熱收縮過程中，非晶區(qū)的解取向與晶區(qū)的結(jié)構(gòu)變化同時(shí)進(jìn)行，相互影響。只有在較低的溫度下(375K)，才能比較明顯地分辨出非晶區(qū)解取向的效應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)難以將二者分開。通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的比較，明確了宏觀性能差異的內(nèi)在本質(zhì)，建立了理想

5、結(jié)構(gòu)的物理圖像。I且、4)在結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，在3．000(K系列)和500(B系列)m／rain的紡速條件下制備出了HMLS型滌綸工業(yè)絲。f對(duì)這兩個(gè)系列的樣品在各工f手中的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了表征和對(duì)比，證實(shí)了晶區(qū)結(jié)構(gòu)對(duì)收縮性能的重要影響，明確了牽伸、熱定型和松弛熱定型各階段的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?？梢哉J(rèn)為，經(jīng)過牽伸工藝，纖維具有較高的非晶區(qū)取向度和少量的結(jié)晶度。在隨后的熱定型工藝中，晶區(qū)含量和晶區(qū)的完善程度顯著提高，非晶區(qū)取向度略有降低。松弛熱定型工藝對(duì)于結(jié)構(gòu)而言，主要是晶區(qū)的進(jìn)一步完善和控制非晶區(qū)適當(dāng)?shù)慕馊∠?，從而在降低收縮的同時(shí)，使強(qiáng)度和模量不致有較大的降低。由于不同紡速下的卷繞絲結(jié)

6、構(gòu)的差異．經(jīng)過牽伸、熱定型工藝，K系列達(dá)到較完善的晶區(qū)結(jié)構(gòu)，B系列的晶區(qū)仍然不完善。因此在松弛熱定型工藝中，K系列磊區(qū)變化較小，而B系列則存在較明顯的變化。二者晶區(qū)變化的主要差異在于，K系列的主要變化集中與熱定型工藝，而B系列則在牽伸和熱定型甚至松弛熱定型工藝中都有較大的變化。、，關(guān)鍵詞：滌綸工業(yè)絲收縮結(jié)晶取向表征四JIl大學(xué)博士學(xué)位論文’FitleoftheDr．Degree’sThesis：Thestructureandpropertiesofpoly(ethyleneerephthalate)industrialyarnIntroductionoftheAuthor：

7、LiXinwasbornonMarch4．1972Under也eguidance1)fProfDachengWu，hehasbeenaresearcheronthefieldofpolymermaterialsforsixyearsNOWhemakesresearchonthemajorofthestructureandpropemesofpolymer．Keywords：poly(ethyleneterephthalate)industrialyarn，shrinkage，crystallization，t')r