回收瓶片聚酯低彈絲的加工、結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、塑料工業(yè)和制品的快速發(fā)展,帶來了嚴(yán)重的環(huán)境及資源問題,聚酯瓶的回收利用具有可觀的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。從優(yōu)化生態(tài)環(huán)境方面來說,聚酯瓶的回收是一個(gè)具有較好發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè);從回收料利用價(jià)值而言,廢聚酯瓶回收率可達(dá)95％以上。目前,回收聚酯瓶片已在非織造布和短纖領(lǐng)域獲得運(yùn)用,但在紡長絲方面還處于摸索階段。所以對國內(nèi)聚酯回收瓶片紡長絲技術(shù)的探討是非常有意義的,對紡織品的發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。
　　 本課題針對制約廢舊聚酯瓶片循環(huán)利用紡絲、

2、應(yīng)用過程中存在的問題,對回收聚酯瓶片生產(chǎn)低彈絲的工藝、結(jié)構(gòu)與性能等進(jìn)行研究,并與普通聚酯低彈絲的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行對比,以促進(jìn)廢舊聚酯瓶在長絲加工方面的循環(huán)利用。
　　 本課題的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1.采用X射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、聲速取向測量儀、單紗強(qiáng)力儀等分析測試普通聚酯預(yù)取向絲(POY)和回收瓶片聚酯POY的結(jié)構(gòu)與性能,包括結(jié)晶度、取向度、熱學(xué)性能、力學(xué)性能和其它物理指標(biāo),研究瓶片聚酯P

3、OY與普通聚酯POY的結(jié)構(gòu)與性能差異。
　　 測試結(jié)果表明:回收瓶片聚酯POY的玻璃化溫度、冷結(jié)晶溫度、熔點(diǎn)、結(jié)晶度較普通瓶片聚酯POY低;回收瓶片聚酯POY的取向度、斷裂強(qiáng)度、沸水收縮率比普通聚酯POY要高,而斷裂伸長率較普通聚酯POY低。
　　 2.討論了變形溫度、定型溫度、加工速度、定型超喂率、拉伸倍數(shù)、D/Y比等工藝參數(shù)的變化對瓶片聚酯低彈絲結(jié)構(gòu)性能的影響。測試結(jié)果表明,各工藝參數(shù)的變化對低彈絲的結(jié)構(gòu)性能有很大的

4、影響:
　　 在一定范圍內(nèi),隨著加工速度的提高,低彈絲的結(jié)晶取向度都有所減小;斷裂強(qiáng)度和模量略有下降,斷裂伸長率略有增加;卷曲收縮率略有下降,沸水收縮率有所增加。隨著拉伸倍數(shù)的提高,低彈絲的取向度有所增加,XRD結(jié)晶度變化不明顯,DSC結(jié)晶度在拉伸倍數(shù)1.60以后有所增加;斷裂強(qiáng)度無明顯變化,而斷裂伸長率顯著降低,初始模量顯著增加;卷曲性能顯著下降;沸水收縮率有所增加。隨著變形溫度的提高,低彈絲的結(jié)晶度增加,而取向度減小;變形溫

5、度在195℃以下,斷裂強(qiáng)度有所上升,但當(dāng)溫度高于195℃時(shí),低彈絲的斷裂強(qiáng)度有所下降,而斷裂伸長率隨變形溫度的升高而下降;隨著變形溫度的升高,卷曲收縮率有所增加,當(dāng)升高到一定溫度(＞205℃)后,卷曲收縮率開始下降;沸水收縮率隨著變形溫度的升高而下降。隨著定型溫度的升高,低彈絲的結(jié)晶度有所增加,而達(dá)到195℃以后,XRD結(jié)晶度略有下降;低彈絲的取向因子增大;定型溫度對低彈絲拉伸性能影響不大;卷曲收縮率和卷曲穩(wěn)定度隨定型溫度的升高而下降;

6、沸水收縮率隨著定型溫度的升高而下降。隨著定型超喂率的增加,低彈絲的結(jié)晶度有所增加,取向度有所減小;定型超喂率對低彈絲的斷裂強(qiáng)度無顯著影響;斷裂伸長率略有增加,而模量下降;低彈絲卷曲收縮率的變化沒有明顯規(guī)律,而沸水收縮率隨著定型超喂率的增加而降低。D/Y比對低彈絲的結(jié)晶度、拉伸性能、卷曲性能和沸水收縮率均無顯著影響,當(dāng)D/Y比低于1.8時(shí),取向度隨D/Y比的增大而增大,當(dāng)D/Y比大于1.8時(shí),取向度隨D/Y比的增大而減小。
　　

7、3.探討了低彈絲加工過程中第二拉伸輥、假捻器、第二熱箱的作用對低彈絲結(jié)構(gòu)性能的影響:
　　 第二拉伸輥的拉伸和假捻器傳遞來的加捻作用,以及溫度的共同作用,使絲條在第一熱箱中形成了一定的結(jié)晶取向結(jié)構(gòu),與瓶片POY相比,長絲的斷裂強(qiáng)度、模量都有所增加,斷裂伸長率減小,沸水收縮率下降很多;假捻器施加的加捻扭轉(zhuǎn)力抵消了一部分拉伸力,不利于結(jié)晶以及晶區(qū)與無定形區(qū)的取向,與低彈絲和高彈絲相比,拉伸定型絲和拉伸絲的斷裂強(qiáng)度和初始模量較高,斷裂

8、伸長率、卷曲收縮率和沸水收縮率較低;低彈絲和拉伸定型絲經(jīng)過第二熱箱的熱定型,其結(jié)晶度增加,而取向度略有下降。與高彈絲相比,低彈絲的斷裂強(qiáng)度和初始模量略高,斷裂伸長率、卷曲收縮率和沸水收縮率較低;與拉伸絲相比,拉伸定型絲的斷裂強(qiáng)度和初始模量略高,斷裂伸長率、卷曲收縮率和沸水收縮率較低。
　　 4.采用XRD、DSC、聲速取向測量儀、單紗強(qiáng)力儀等對瓶片聚酯DTY與普通聚酯DTY的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征和比較。
　　 測試結(jié)果表明

9、:普通聚酯DTY的結(jié)晶度較瓶片聚酯DTY的大;瓶片聚酯DTY的聲速取向因子fs、聲速模量E較高:與普通聚酯DTY相比,瓶片聚酯DTY的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率較高,模量較小;卷曲收縮率和沸水收縮率較大。
　　 5.通過正交試驗(yàn)確定瓶片聚酯低彈絲的較優(yōu)工藝條件:優(yōu)化后的工藝條件為變形加工速度=450m/min,拉伸倍數(shù)DR=1.60,變形溫度T1=185℃,定型溫度T2=165℃,定型超喂率=5％,卷繞超喂率=6％,D/Y比=1.8,