二醋酸纖維素-[BMIM]BF4共混體系熱性能及熔融紡絲研究.pdf

1、醋酸纖維素(cellulose acetate, CA)是一種原料來自天然的半合成高聚物。具有資源豐富，可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。醋酸纖維素相對纖維素而言大分子中因引入?；憩F(xiàn)出一定的熱塑性，然而大分子鏈上保留的羥基所形成的氫鍵使得醋酸纖維素的熔融加工溫度與分解溫度之間比較接近，使其熱加工困難。對醋酸纖維素進(jìn)行增塑改性，使其分解溫度與加工溫度間距增大，擴(kuò)大加工窗口，從而實(shí)現(xiàn)醋酸纖維素吹塑成型或熔融紡絲，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
　

2、　本論文以二醋酸纖維素/[BMIM]BF4共混體系為研究對象，研究了二醋酸纖維素/[BMIM]BF4體系的熱性能。并討論了穩(wěn)定劑對于體系熱性能的影響，同時(shí)研究了二醋酸纖維素/[BMIM]BF4的流變性能，在流變性能的指導(dǎo)下，成功制備了二醋酸纖維，并研究纖維的性能。具體研究內(nèi)容如下：
　　1、以離子液體1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[BMIM]BF4）為增塑劑，研究了不同含量的[BMIM]BF4對于增塑體系熱性能的影響。研究表明

3、，[BMIM]BF4對二醋酸纖維素具有良好的增塑效果，隨著[BMIM]BF4含量增加到35 wt％，體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從225 oC降低到95 oC，體系的結(jié)晶峰變得平緩，形成了新的微相結(jié)構(gòu)，但其熱穩(wěn)定性降低。同時(shí)，以亞磷酸酯類和酚類抗氧劑作為穩(wěn)定劑，研究了其對25 wt%[BMIM]BF4/CDA共混體系熱性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，0.5 wt%酚類抗氧劑1010和0.5 wt%亞磷酸三苯酯(TPPI)混合穩(wěn)定劑比單穩(wěn)定劑對增塑體系熱性

4、能的提高效果更佳。
　　2、通過旋轉(zhuǎn)流變儀研究了不同含量的[BMIM]BF4對于增塑體系熔體流變性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)二醋酸纖維素/[BMIM]BF4熔體呈現(xiàn)切力變稀的流動特點(diǎn)。通過Carreau模型擬合的結(jié)果表明隨著溫度的升高，零剪切粘度和非牛頓指數(shù)降低；粘流活化能分別隨著剪切速率的增加和[BMIM]BF4含量的增加而減小，溫度對紡絲加工過程非常敏感；隨著溫度升高，結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)先降低然后再增加，在190 oC達(dá)到最小的42.7，選

5、擇190 oC為最佳的熔融紡絲溫度。動態(tài)流變學(xué)性能結(jié)果顯示，25 wt%[BMIM]BF4/CDA增塑體系在剪切力作用下隨著時(shí)間的進(jìn)行發(fā)生了一定程度的降解，混合穩(wěn)定劑的添加能夠有效抑制二醋酸纖維素的降解。
　　3、采用添加0.5 wt%TPPI和0.5 wt%抗氧劑1010作為混合穩(wěn)定劑的25 wt%[BMIM]BF4/CDA增塑體系為研究對象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，共混溫度越高，越有利于[BMIM]BF4和二醋酸纖維素兩者共混，但同時(shí)也會加