Lyocell纖維的高強(qiáng)高?；芯?pdf

1、Lyocell纖維是以天然纖維素為原料、N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)的水溶液為溶劑并通過一種特殊的干噴濕紡工藝制得的一種新型的再生纖維素纖維。與粘膠纖維相比，Lyocell纖維的生產(chǎn)工藝簡單先進(jìn)，綠色環(huán)保，并且纖維的強(qiáng)度與模量也更高。因此Lyocell纖維有望替代粘膠纖維成為新的輪胎簾子線材料。
　　Lyocell纖維與橡膠有良好的粘合性，并且其耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和蠕變性也優(yōu)于聚酯等傳統(tǒng)簾子線材料，但是目前常規(guī)的Lyoce

2、ll纖維的強(qiáng)度和模量仍然無法完全滿足高性能輪胎簾子線的要求，因此，需要進(jìn)一步提高Lyocell纖維的力學(xué)性能。為此，本論文在研究各種改性劑/纖維素/NMMO·H2O溶液流變性能的基礎(chǔ)上，探討了聚乙烯醇和氯化銨等改性劑、紡絲工藝條件以及熱處理等因素對最終所制得的Lyocell纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響，由此探索制備高強(qiáng)高模Lyocell纖維的幾種可行的方法。
　　論文首先探討了在紡絲液中加入聚乙烯醇改性劑對最終得到的Lyocell纖維結(jié)構(gòu)

3、和性能的影響。通過HAAKE流變儀分析添加不同含量聚乙烯醇的纖維素/NMMO·H2O溶液的流變性能，研究發(fā)現(xiàn)隨著聚乙烯醇添加量的增加，溶液體系的表觀粘度、零切粘度和結(jié)構(gòu)化程度均呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，在添加量為3wt％時達(dá)到最小值，并且纖維素分子級溶解均勻性變差。對所得Lyocell纖維的力學(xué)性能測試結(jié)果表明，添加聚乙烯醇之后，Lyocell纖維的斷裂強(qiáng)度和初始模量均有明顯提高。通過XRD分析發(fā)現(xiàn)添加聚乙烯醇后制得的Lyocell纖維

4、仍然具有纖維素Ⅱ晶型的結(jié)構(gòu)，并且其結(jié)晶度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。通過TG、超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)以及偏光顯微鏡研究發(fā)現(xiàn)，添加聚乙烯醇之后，Lyocell纖維的熱穩(wěn)定性和抗原纖化性能都有所提高。
　　此外，為了進(jìn)一步提高Lyocell纖維的力學(xué)性能，論文還探討了添加聚乙烯醇和氯化銨作為復(fù)合改性劑來制備高強(qiáng)高模Lyocell纖維的可能性。添加復(fù)合改性劑的纖維素/NMMO·H2O溶液的流變性能結(jié)果表明，在總添加量為5wt％的范圍內(nèi)，體系中添加

5、氯化銨和聚乙烯醇分別可以提高和降低溶液體系的表觀粘度、零切粘度和結(jié)構(gòu)化程度，而纖維素分子級溶解均勻性則均會變差。通過纖維強(qiáng)伸度儀研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過復(fù)合改性劑改性后的Lyocell纖維的力學(xué)性能均有所改善，并且兩種改性劑聯(lián)用的效果要優(yōu)于單獨(dú)使用一種改性劑，當(dāng)聚乙烯醇和氯化銨的質(zhì)量配比為3∶7時，纖維的力學(xué)性能最好。XRD的結(jié)果表明添加復(fù)合改性劑后制得的Lyocell纖維仍然具有纖維素Ⅱ晶型的結(jié)構(gòu)，并且纖維的結(jié)晶度都有不同程度的提高。對改性后的

6、Lyocell纖維的原纖化測試表明，無論是單一改性劑還是復(fù)合改性劑均能改善纖維的抗原纖化性能。
　　論文最后探討了紡絲工藝參數(shù)和熱處理對Lyocell纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果表明:其它紡絲條件不變，噴絲板孔徑提高，纖維取向和結(jié)晶度提高，斷裂強(qiáng)度和初始模量增大，但噴絲板孔徑過大會導(dǎo)致纖維取向度和結(jié)晶度降低，力學(xué)性能變差;噴絲板長徑比提高，纖維取向和結(jié)晶度提高，斷裂強(qiáng)度和初始模量增大;紡絲速度增大，纖維取向和結(jié)晶度提高，斷裂強(qiáng)度和初