PTT長(zhǎng)絲紗形態(tài)記憶特性的研究.pdf

1、PTT纖維以其特有的分子結(jié)構(gòu)和較高的彈性回復(fù)性能，使PTT纖維具有形狀記憶聚合物所需的固定相和可逆相。而且PTT纖維具有較低的可逆相轉(zhuǎn)變溫度(45℃)，使PTT纖維制品在日常生活中實(shí)現(xiàn)形態(tài)記憶的功能成為現(xiàn)實(shí)。
　　 本課題重點(diǎn)研究PTT長(zhǎng)絲紗因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的形狀記憶特性的實(shí)現(xiàn)條件和影響形態(tài)記憶的主要因素，建立了模擬形態(tài)記憶的工藝流程，并在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定合理的工藝參數(shù)，以期為企業(yè)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)基于PTT長(zhǎng)絲紗的形態(tài)記憶織物提供一定的

2、參考依據(jù)。
　　 通過(guò)加捻，使PTT長(zhǎng)絲紗產(chǎn)生一次變形，測(cè)量和分析PTT長(zhǎng)絲紗在扭轉(zhuǎn)變形過(guò)程中的長(zhǎng)度變化規(guī)律以及與理論值的差異，研究發(fā)現(xiàn)：隨著扭轉(zhuǎn)變形量加大，PTT長(zhǎng)絲紗的捻縮率逐漸增大，捻縮率的實(shí)測(cè)值與理論值的差異變大，進(jìn)入高捻區(qū)后，PTT長(zhǎng)絲紗的扭轉(zhuǎn)變形愈加明顯，捻縮率顯著增大。當(dāng)捻系數(shù)超過(guò)693tex1/2捻/10cm時(shí)，紗線(xiàn)因收縮扭結(jié)而形成小辮子，為防止強(qiáng)捻紗線(xiàn)產(chǎn)生“辮結(jié)”現(xiàn)象，PTT長(zhǎng)絲紗的扭轉(zhuǎn)變形量應(yīng)控制在捻系數(shù)為6

3、93tex1/2捻/10cm以下的一定范圍內(nèi)是比較合適的。
　　 采用干熱定型方法，對(duì)加捻后的PTT長(zhǎng)絲紗進(jìn)行干熱定型，即“一次變形定型”。通過(guò)測(cè)試殘余扭矩，對(duì)一次變形的定型效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究發(fā)現(xiàn)：在定型溫度為160℃～180℃范圍內(nèi)，定型60min時(shí)，PTT長(zhǎng)絲紗取得較好熱定型效果，定型60min對(duì)扭轉(zhuǎn)變形量較小的PTT長(zhǎng)絲紗影響較小。
　　 通過(guò)研究一次變形定型后的PTT長(zhǎng)絲紗的力學(xué)性能變化，發(fā)現(xiàn)在定型溫度為140℃

4、～l60℃時(shí)，PTT長(zhǎng)絲紗斷裂強(qiáng)度損失率和斷裂伸長(zhǎng)損失率較小，在定型時(shí)間為30min，捻系數(shù)為577tex1/2捻/10cm時(shí)，一次變形定型后PTT長(zhǎng)絲紗斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和總彈性回復(fù)率達(dá)到最大值。
　　 用熱水浴對(duì)一次變形定型后的PTT長(zhǎng)絲紗進(jìn)行解捻，即通過(guò)“形態(tài)回復(fù)”試驗(yàn)，模擬形態(tài)記憶過(guò)程中的二次變形。測(cè)量二次變形過(guò)程中試樣的尺寸變化以及彈性回復(fù)率，研究定型溫度、定型時(shí)間和扭轉(zhuǎn)變形量對(duì)PTT長(zhǎng)絲紗形態(tài)記憶特性的影響，同時(shí)，

5、用SPSS進(jìn)行回歸分析，確定影響形態(tài)記憶的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)：在定型溫度為160℃，定型時(shí)間為30min，捻系數(shù)為577tex1/2捻/10cm時(shí)，PTT長(zhǎng)絲紗在二次變形過(guò)程中的形態(tài)回復(fù)能力較好，并能夠保持良好的形態(tài)記憶特性。
　　 通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)二次變形后，PTT長(zhǎng)絲紗因解捻而使纖維間空隙增大，有明顯“起縐”現(xiàn)象，紗線(xiàn)直徑較一次變形定型時(shí)變大。
　　 通過(guò)雙折射率測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，一次變形定型后，隨著熱定型溫度的

6、升高，PTT纖維的雙折射率增大，當(dāng)熱定型溫度為160℃時(shí)達(dá)到最大值，之后雙折射率逐漸下降。隨著扭轉(zhuǎn)變形量的增大，PTT纖維的雙折射率增大，當(dāng)捻系數(shù)超過(guò)577tex1/2捻/10cm之后，纖維雙折射率趨于穩(wěn)定。二次變形PTT纖維的雙折射率較一次變形定型時(shí)下降。
　　 通過(guò)X射線(xiàn)衍射分析發(fā)現(xiàn)，一次變形定型后，隨著熱定型溫度的升高，PTT纖維的結(jié)晶度增大，當(dāng)熱定型溫度超過(guò)160℃之后，纖維結(jié)晶度緩慢增加并趨于穩(wěn)定。定型60min時(shí)PT

7、T纖維的結(jié)晶度高于定型30min的PTT纖維。隨著扭轉(zhuǎn)變形量的增大，PTT纖維的結(jié)晶度增大。二次變形后PTT纖維的結(jié)晶度較一次變形定型時(shí)下降。
　　 通過(guò)差熱分析(DSC)發(fā)現(xiàn)，一次變形定型后PTT纖維DSC曲線(xiàn)沒(méi)有發(fā)生明顯變化，沒(méi)有出現(xiàn)新的吸熱峰和放熱峰，熔融溫度（熔點(diǎn)）也沒(méi)有發(fā)生明顯變化，表明試樣的熱性能并沒(méi)有發(fā)生明顯變化。隨著定型溫度的升高，PTT纖維的玻璃化溫度升高，定型60min時(shí)PTT纖維的玻璃化溫度高于定型30mi