遠紅外聚酰胺纖維及其織物的制備和性能研究.pdf

1、錦綸是合成纖維的主要品種之一，又叫聚酰胺纖維，俗稱尼龍。由于尼龍在分子結構上的規(guī)則排列，大分子間能形成許多氫鍵，使其具有高結晶度，在力學性能、化學性質、熱性能等方面具有突出的優(yōu)點。目前尼龍品種中尼龍6產量最大，以尼龍6作為原料制備遠紅外錦綸纖維，具有廣闊的市場前景和應用價值。
　　 層狀雙氫氧化物(layereddoublehydroxides，LDHs)是一種層狀結構的陰離子粘土，具有特殊的層狀結構及物理化學性質。將LDHs經

2、過高溫煅燒可得到對應的復合金屬氧化物(mixedmetaloxides，MMO)。其中，MMO具有比表面高、吸附能力強等優(yōu)點。特別地，LDHs中二價和三價金屬離子可選范圍大，可通過調控LDHs及MMO的成分來獲得優(yōu)異的紅外發(fā)射能力和較寬的紅外發(fā)射譜帶的遠紅外陶瓷粉末。
　　 本文采用共沉淀法制備了具有高比表面積的鎂鋁、鋅鋁以及鎂鋅鋁層狀雙氫氧化物，將LDHs經過500℃煅燒后，得到相應的納米復合金屬氧化物(MMO)。用X射線衍射

3、儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和傅里葉紅外光譜(FT-IR)對LDHs以及MMO的結構和性能進行了表征。然后，將不同組分MMO與氧化鋅、氧化鋯以及氧化硅等納米氧化物復配并有機改性得到高分散性遠紅外納米粉體。利用IR-2紅外發(fā)射率測量儀以及紅外成像儀表征了不同配方遠紅外納米粉體的紅外輻射性能。實驗表明，MMO納米晶粒徑為200～500nm之間，并具有較高的比表面積。有機改性后的遠紅外復合粉體具有良好的分散性，偶聯(lián)劑包覆量約為5％～

4、10％。通過紅外成像儀表征不同配方的高分散性遠紅外納米粉體的紅外輻射性能，其中，Mg-AlMMO與氧化硅、氧化鋯的復合粉體表面溫度高于Zn-AlMMO、Zn-Mg-AlMMO粉體約2.0～3.0℃，說明前者紅外輻射性能優(yōu)于后者。
　　 以遠紅外納米粉體作為添加劑，經雙螺桿擠出機共混擠出（母粒法和全造粒法）制備遠紅外PA-6樹脂，在復合紡絲機上熔融紡絲制備遠紅外PA-6纖維。遠紅外陶瓷粉體均勻地分散在PA-6基體中，平均粒徑≤50

5、0nm，遠紅外PA-6纖維的可紡性好。然而，未改性的遠紅外納米粉體分散性相對較差，有明顯團聚。加入遠紅外納米粉體后，PA-6纖維的強度下降約10％～20％，DSC表明遠紅外納米粉體起到“成核劑”作用，導致遠紅外PA-6樹脂結晶溫度Tc上升，但對PA-6樹脂的熔融溫度沒有影響。遠紅外納米粉體的加入顯著提高了PA-6纖維的紅外輻射性能，經紅外成像儀測試表明，60℃保溫后的不同遠紅外PA-6樹脂中，其溫度高于空白PA-6樹脂約1.0～2.0℃

6、，具有優(yōu)異的遠紅外輻射性能。
　　 最后，通過全自動織造機織造得到遠紅外PA-6織物，比較了不同配方遠紅外PA-6織物的紅外輻射性能。同時，討論了遠紅外織物層數、經緯密以及組織結構對其紅外輻射性能的影響。利用紅外成像儀測試在降溫過程中織物表面的溫度變化，結果表明，MMO的加入顯著提高了PA-6纖維和織物的紅外輻射性能，添加了遠紅外粉體的PA-6織物要比空白PA-6織物的表面溫度高;其中，加入遠紅外納米粉體ZrO2/Mg-AlMM