聚芳酯/聚酯共混纤维的热性能研究

聚芳酯/聚酯共混纤维的热性能研究

论文摘要

本课题主要利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)、动态热机械分析(DMA)等热分析手段和X射线衍射仪对PET、P(HBA/HNA)及其ACPET纤维的热性能等进行了较为详细的研究,并且对它们在不同热处理条件下结晶行为的变化进行了探讨。本课题的研究,将对纤维的应用和产品的进一步开发具有一定指导意义。共混纤维ACPET的DSC降温曲线上的结晶峰为双峰,与ACPET中的PET结晶相关,而且结晶温度均大大低于纯PET。可能是因为共混纤维中存在着与PET结晶有关的两种不同尺寸的结构单元所致。用Jeziorny法求得PET和P(HBA/HNA)的Avrami指数n分别在2.8-4.17和2.12-3.43之间。对共混纤维ACPET的降温DSC曲线上的结晶双峰进行分峰,对分峰后的每个单峰用Jeziorny方法进行处理,求得Avrami指数绝大多数介于1.2~3.0之间,比纯PET小,这可能是因为共混物中PET的结晶受限所致。共混纤维ACPET中与PET有关的熔融峰为双峰,低温一侧的峰较敏锐,高温一侧的峰较宽较矮,且熔点低于纯的PET。因为P(HBA/HNA)对PET的制约,使PET晶粒的生长空间变得很狭小,所以共混纤维中的PET与纯PET相比晶粒尺寸要小得多,这恐怕是造成低温侧的峰值温度(熔点)降低最主要的原因。而高温侧的峰极有可能是尺寸较大的PET晶粒熔融在DSC曲线上的体现。在PET熔点以下对纤维热处理,PET的晶体结构完善程度和尺寸稳定性提高;随着热处理温度的增加,P(HBA/HNA)的结晶度和尺寸稳定性总体上是增大的。而ACPET纤维的尺寸稳定性和结晶则主要受PET组分的影响。WAXD研究发现,在2θ约为20°时,P(HBA/HNA)和ACPET均存在明显的衍射主峰,而且ACPET的衍射峰强度比P(HBA/HNA)的大。热重分析研究表明PET、ACPET和P(HBA/HNA)的热稳定性依次增加。动态热机械分析表明,P(HBA/HNA)的刚性最强,尺寸稳定性最好,而PET的刚性最弱,尺寸稳定性最差。共混纤维ACPET的热机械性能介于P(HBA/HNA)和PET之间。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 1.1 聚芳酯和聚酯简介
  • 1.1.1 聚芳酯的发展概况
  • 1.1.2 Vectran纤维
  • 1.1.2.1 Vectran聚合物的制备
  • 1.1.2.2 熔融纺丝
  • 1.1.2.3 Vectran纤维的性能
  • 1.1.2.4 Vectran纤维的应用
  • 1.2 聚酯的发展概况
  • 1.3 关于本课题
  • 第二章 理论部分
  • 2.1 DSC测试原理
  • 2.2 结晶动力学的理论研究
  • 2.2.1 Avrami方程
  • 2.3 高聚物非等温结晶动力学
  • 2.3.1 经典Ozawa法
  • 2.3.2 微分方程法
  • 2.3.3 Jeziorny法
  • 2.3.4 莫志深的方法
  • 2.4 热分解动力学
  • 2.4.1 Arrhenius方程
  • 2.4.2 热分解反应的动力学方程
  • 2.5 动态热机械分析
  • 2.5.1 动态热机械分析在高分子材料中的应用
  • 2.5.2 动态力学参数的物理意义
  • 2.5.3 测试原理
  • 第三章 实验部分
  • 3.1 实验原料
  • 3.2 实验仪器与设备
  • 3.3 DSC测试
  • 3.4 WAXD实验
  • 3.5 热重分析
  • 3.6 动态热机械测试
  • 第四章 结果与讨论
  • 4.1 DSC分析
  • 4.1.1 非等温结晶研究
  • 4.1.2 非等温结晶动力学数据处理
  • 4.1.3 热处理对纤维DSC曲线的影响
  • 4.2 纤维的WAXD试验分析
  • 4.3 热重分析
  • 4.3.1 纤维的热稳定性分析
  • 4.3.2 热分解动力学
  • 4.3.2.1 Friedman方法和ASTM E698方法
  • 4.3.2.2 Kissinger方法
  • 4.4 纤维的动态热机械分析
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 发表论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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