高強度聚酯纖維的研究.pdf

1、高強度聚酯纖維是近年來發(fā)展速度快、應用領域廣泛的化纖產品.隨著科技的發(fā)展,對聚酯纖維強度的要求越來越高,在這個領域的研究也越來越多.本論文以數(shù)學模型在固相聚合上的應用及一步法紡絲過程的熔體流變性研究為理論基礎,結合實際生產工藝條件,找出理論與實際生產過程的關系,探索出提高聚酯纖維強度、優(yōu)化生產流程的新技術,進而指導聚酯纖維新品種的開發(fā)和應用.研究內容包括:1)數(shù)學模型在固相聚合的應用,并以固相聚合數(shù)學模型為理論依據(jù),結合實測反應條件,研

2、究反應溫度、停留時間、循環(huán)氮氣純度及流量等因素對固相聚合反應的影響,從而確定了生產高強度聚酯纖維的原料一高粘切片的制備方法應采用連續(xù)固相聚合的方式,同時確定了用固相聚合法生產高強度聚酯纖維的最佳工藝參數(shù);2)以高粘度聚酯熔體的流變性、流體的流動曲線的研究為基礎,結合PET切片的相對分子量、紡絲溫度、紡絲速度、緩冷溫度、牽伸比等因素對高強纖維生產工藝的影響,確定了生產高強度聚酯纖維紡絲成型的技術和工藝條件.研究結果表明:球形顆粒中可逆化學

3、反應和小分子三維擴散共同控制的固相聚合數(shù)學模型與Chang-Kwon Kang提出的理論數(shù)據(jù)相吻合,在固相聚合反應中,化學反應比擴散反應對溫度更敏感,化學反應的活化能大于擴散反應的活化能;采用高純度氮氣脫揮方式連續(xù)固相聚合的方法,在確保足夠的反應時間的同時,反應溫度控制在220±2℃,氮氣流量在600~1000ml/min范圍內,來合成高分子量、內在結構均勻、熱穩(wěn)定性好的高粘度聚酯切片.提高紡絲熔體溫度可以改善高強聚酯纖維的流動性能,只

4、要在臨界值以下,增加剪切速率和相應地提高紡絲溫度,均有利于紡絲;當增粘后PET切片的特性粘度為1.1,分子量分布系數(shù)a2在1.5~2.0之間,紡絲溫度設定為295~298℃,緩冷溫度為290~300℃時;并采用三級拉伸,合理分配拉伸比,使經(jīng)一級拉伸后纖維的取向度控制在0.18以下,結晶度在40以下;經(jīng)二級拉伸后纖維的取向度控制在0.19以下,結晶度在45左右;預拉伸溫度為常溫,一級拉伸溫度為70~80℃,二級拉伸溫度160~170℃,定