聚醚酯纖維的加工工藝與結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系.pdf

1、聚醚酯纖維作為熱塑性彈性纖維的一種，具有眾多優(yōu)點，然而和已經(jīng)商業(yè)化的聚氨酯纖維相比，其回彈性尚有待提高。眾所周知，纖維的力學(xué)性能與形態(tài)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，其化學(xué)組成、紡絲工藝和后處理過程對其形態(tài)結(jié)構(gòu)都有較大的影響。本文主要研究了軟硬段（硬段為PBT，軟段為PTMG）比例、紡絲速度、熱拉伸和熱處理對纖維彈性、回彈性的影響，并討論了引起纖維性能變化的結(jié)構(gòu)因素。
　　本文選取不同軟硬段含量的聚醚酯切片進行熔融紡絲，通過對制備的纖維進行力學(xué)性能

2、、沸水收縮率測試研究化學(xué)組成對纖維性能的影響，結(jié)合廣角X射線散射（WAXS）、小角X射線散射（SAXS）、雙折射和聲速取向研究化學(xué)組成對聚醚酯纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)在當(dāng)硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％（PBT40）時，纖維的回彈性和斷裂伸長率遠(yuǎn)優(yōu)于其他纖維樣品，主要原因是結(jié)晶的硬段形成的晶粒尺寸較大，且纖維中軟硬段的相分離程度較高。根據(jù)研究結(jié)果，選取聚醚酯切片PBT40，研究了紡絲速度對其性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于卷繞絲，隨著紡絲速度的

3、提高，纖維的斷裂強度和彈性回復(fù)率增大，主要是由于結(jié)晶度和取向度增加引起的，但纖維的斷裂伸長率大大降低、沸水收縮率大大增加。
　　在上述研究中發(fā)現(xiàn)，直接卷繞得到的聚醚酯纖維，回彈性不高，沸水收縮率較大。因此本文設(shè)計了不同的熱處理工藝，即應(yīng)力存在下的連續(xù)緊張熱處理和松弛熱處理。選取聚醚酯切片PBT40，500m/min紡速下制備聚醚酯卷繞絲，詳細(xì)研究了兩種熱處理方式對纖維結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)果表明，松弛熱處理后，纖維的結(jié)晶尺寸和相分離程

4、度增加，而纖維分子鏈的取向程度較小，導(dǎo)致纖維的回彈性和斷裂伸長率增加，斷裂強度和沸水收縮率減小。在100℃緊張連續(xù)熱處理條件下，聚醚酯纖維中的硬段更易結(jié)晶，形成較為完善的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和更高的取向，有利于提高纖維的性能，同時降低了纖維的沸水收縮率。
　　基于上述熱處理的研究結(jié)果，進一步研究了連續(xù)熱處理過程中熱拉伸倍數(shù)對纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響。將熔融紡絲制備的聚醚酯卷繞絲，進行不同倍數(shù)的熱拉伸和熱定型。研究結(jié)果表明，當(dāng)拉伸倍數(shù)增加時，纖維的