NPG和BDO改性PET共聚酯的合成及其產(chǎn)品性能研究.pdf

1、聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維(polyester fiber)是由對苯二甲酸和乙二醇縮聚而成的聚酯經(jīng)熔融紡絲所得的合成纖維，簡稱PET纖維。其最大的優(yōu)點是抗皺性和保形性很好，具有較高的強度與彈性恢復(fù)能力。其織物堅牢耐用、抗皺免燙、不粘毛。除此之外，PET分子鏈中存在剛性的苯環(huán)和柔性的亞甲基，但是以剛性鏈為主，并且大分子鏈排列規(guī)整、結(jié)晶度高，導(dǎo)致聚酯纖維手感較硬，影響了其舒適性，染料分子難以進入與其結(jié)合，影響了染色性，因此限制了其在更大范圍內(nèi)

2、的應(yīng)用。新戊二醇（NPG）共聚到聚酯分子鏈中，既能破壞共聚酯分子鏈結(jié)構(gòu)的規(guī)整性又能引入柔性鏈段，增加分子鏈構(gòu)象數(shù)，能使共聚酯具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐老化性、抗腐蝕性、抗水解性和熱穩(wěn)定性，能很好地減慢共聚酯的結(jié)晶速率，降低玻璃化溫度Tg和熔點（Tm）。聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）大分子鏈中不僅具有苯環(huán)和羰基的共軛結(jié)構(gòu)，使得大分子具有一定的剛性，而且具有比 PET更長的鏈段，使得大分子具有一定的柔性，這種剛?cè)嵯嚅g的特點賦予纖維優(yōu)越的回彈性

3、，柔軟性。因此在共聚酯中加入1,4丁二醇（BDO）形成類似PBT大分子鏈的結(jié)構(gòu)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用核磁共振氫譜（1H-NMR）和紅外光譜分析方法確定改性共聚酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明大部分NPG和BDO已成功進入共聚酯大分子主鏈中，并且各自的投料比與其在共聚物中的實際含量基本一致；共聚酯的特性粘度測試結(jié)果表明共聚酯適用于后續(xù)紡絲加工工序；X射線衍射（WAXD）結(jié)果表明：與 PET相比，改性共聚酯的晶型結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，且

4、NPG的加入和BDO含量的增加使其結(jié)晶度有所下降。⑵利用差示掃描量熱法（DSC）和熱重分析法(TGA)對共聚酯的結(jié)晶性能和熱性能進行了研究，結(jié)果顯示隨著NPG的加入和BDO含量的增加，共聚酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）、熔點(Tm)和結(jié)晶度（Xc）都呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，但是其熱穩(wěn)定性并沒有明顯的變化，起始熱分解溫度都高于335℃。⑶采用Jeziorny法、Ozawa法及Mo法分別對改性PET共聚酯的非等溫結(jié)晶性能進行了研究。結(jié)果表明：采用

5、Jeziorny法和Mo法可以較好的描述改性共聚酯的非等溫結(jié)晶過程，而 Ozawa法由于考慮冷卻速率對動力學(xué)的影響，使測得的數(shù)據(jù)線性關(guān)系較差，因此不適宜描述本文改性共聚酯的結(jié)晶動力學(xué)。Jeziorny方法表明，加入多元醇后，Avrami指數(shù)n增大，結(jié)晶速率常數(shù)Zc減??；Mo法結(jié)果表明共聚酯樣品的α值幾乎不變，F(xiàn)(T)均隨著Xt的增加而增加。⑷采用共聚酯切片進行熔融紡絲，制備了牽伸倍數(shù)分別為3.5倍、3.8倍和4.2倍的共15個纖維樣品。

6、利用WAXD法測試?yán)w維結(jié)晶度，結(jié)果顯示：當(dāng)加入NPG和BDO含量增加時，纖維結(jié)晶度變小；采用聲速法測定了纖維取向度，結(jié)果表明：隨著NPG的加入和BDO含量增加，纖維取向因子（fs）逐漸減小。共聚酯纖維的力學(xué)性能研究結(jié)果表明：NPG的加入和BDO含量的增加使共聚酯纖維的斷裂強度變化不大，斷裂伸長率逐漸增大，而初始模量逐漸減小，說明改性共聚酯纖維柔軟性增加。⑸采用加捻法測得相同牽伸倍數(shù)的纖維在紗線捻度機指針移動5小格時，隨著NPG的加入和B

7、DO含量的增加，所加捻數(shù)逐漸增加，說明纖維柔軟性有所改善；對于不同牽伸倍數(shù)的試樣，隨著牽伸倍數(shù)的增加，所加捻數(shù)逐漸減少，說明較低的牽伸倍數(shù)更有利于改善纖維柔軟性能。⑹采用改性共聚酯纖維作為緯紗制備了平紋織物，分別測試了五種織物的厚度、經(jīng)緯密等結(jié)構(gòu)，測定了織物的緯向硬挺度、懸垂性、染色性以及織物風(fēng)格，實驗結(jié)果顯示：隨著NPG的加入和BDO含量的增加，織物的硬挺度逐漸降低，柔軟性有所改善；織物的懸垂性系數(shù)逐漸減小，懸垂性逐漸變好；改性后織物