瓶級回收PET的流變及其抗熔滴纖維的性能研究.pdf

1、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)主要用于纖維生產(chǎn),而在非纖維領(lǐng)域的應(yīng)用則主要是制造食品、飲料的包裝容器及薄膜。由于PET具有高強(qiáng)度、高剛性、良好的耐熱性及尺寸穩(wěn)定性等綜合性能,PET瓶的生產(chǎn)近年來得到很大的發(fā)展,由此也帶來了廢棄PET瓶產(chǎn)生的環(huán)境污染。因此,回收利用廢棄PET不但可以減少環(huán)境污染,而且可以降低生產(chǎn)成本,節(jié)省資源。此外,PET纖維屬于熔融性可燃纖維,燃燒時(shí)容易形成熔滴,熔滴容易帶來包括燙傷等在內(nèi)的二次傷害,因此需要對PET纖維

2、進(jìn)行抗熔滴改性。
　　 本文首先對瓶片PET和纖維級PET的流變性能進(jìn)行了對比研究,然后在回收PET瓶片(rPET)基體中添加一種抗熔滴樹脂進(jìn)行共混,研究了rPET/抗熔滴樹脂共混熔體的流變性能,最后制備了rPET/抗熔滴樹脂共混纖維,將共混纖維進(jìn)行后處理,共混纖維內(nèi)部的硅樹脂水解交聯(lián)生成三維網(wǎng)狀的熱固性樹脂,燃燒時(shí)該樹脂對滌綸熔滴起到包覆、加速炭化并增加成炭量的作用,以達(dá)到抗熔滴的目的。本文通過熔體流動速率儀和RH7雙柱型毛細(xì)

3、管流變儀、SEM、FTIR、XRD、TG、DSC、KES-G1萬能試驗(yàn)機(jī)以及抗熔滴測試等手段研究了共混熔體的流變性能、共混纖維及抗熔滴纖維的性能,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)利用RH7雙柱型毛細(xì)管流變儀對PET瓶片與紡絲級PET熔體的流變性能進(jìn)行了對比研究。討論剪切速率和溫度對表觀粘度、非牛頓指數(shù)、結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)及粘流活化能的影響。結(jié)果表明:兩種熔體都屬于非牛頓假塑性流體,表觀粘度都隨著剪切速率和溫度的增加而降低;在相同

4、的溫度下,瓶片PET熔體的非牛頓指數(shù)比紡絲級PET熔體的小,而結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)則比后者大;兩種熔體的粘流活化能均隨剪切速率的增大而減小。
　　 (2)采用熔體流動速率儀和RH7雙柱型毛細(xì)管流變儀對rPET、rPET/抗熔滴共混物熔體進(jìn)行了流變性能的測試,結(jié)果表明:共混物的熔融指數(shù)隨著抗熔滴樹脂含量的增加而增大;表觀粘度隨著溫度的升高和剪切速率的增加逐漸減小,熔體表現(xiàn)假塑性流體的特性;非牛頓指數(shù)n隨著溫度升高而逐漸增大;結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)隨

5、著溫度的升高而逐漸降低。粘流活化能隨剪切速率的增加而減小。在研究范圍內(nèi),隨著抗熔滴樹脂含量的增加,共混物熔體的非牛頓指數(shù)越大,結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)、零切粘度和粘流活化能越小。
　　 (3)SEM、XRD等研究表明,與純r(jià)PET纖維相比,共混纖維的表面較粗糙,并且纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)并沒有隨著抗熔滴樹脂的加入而發(fā)生變化,當(dāng)抗熔滴樹脂含量為5％時(shí),共混纖維的結(jié)晶度下降到27.18％;萬能試驗(yàn)機(jī)的結(jié)果顯示,抗熔滴rPET纖維的斷裂強(qiáng)度為134.49