PET-PEN熔融共混纖維的制備及其性能研究.pdf

1、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是近年來發(fā)展的一種新型高性能聚酯，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）相似，因其中的萘環(huán)結(jié)構(gòu)使其主鏈剛性增加，所以PEN纖維在力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和氣體阻隔性等方面，相比PET纖維有明顯的優(yōu)勢，可應(yīng)用于輪胎簾子線、傳送帶和制動油管等工業(yè)領(lǐng)域。但由于PEN的剛性使其結(jié)晶溫度高，結(jié)晶速度較慢，從而影響了其熔融紡絲加工性能，再加上較高的成本阻礙了PEN纖維的應(yīng)用。為此，本課題以PET為基體加入一定比

2、例的PEN，研究不同共混比例的PET/PEN共混纖維的制備及其結(jié)構(gòu)、性能，希望結(jié)合PET的價(jià)格優(yōu)勢與PEN的性能優(yōu)勢，開發(fā)出一種價(jià)格適中、性能優(yōu)良的纖維，開拓PEN在民用領(lǐng)域的應(yīng)用。課題主要研究內(nèi)容如下：
　　1、采用直接熔融共混方法，通過雙螺桿擠出機(jī)造粒制備了PEN含量分別為10％、30%和50%的PET/PEN共混樹脂，發(fā)現(xiàn)隨著PEN含量的增加，其熱穩(wěn)定性有了一定的提高；同時(shí)PET/PEN共混物為部分相容體系，兩者在熔融過程中

3、會發(fā)生酯交換反應(yīng)，一方面提高了兩者的相容性，但另一方面對共混體系的結(jié)晶性能產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響，導(dǎo)致降溫過程中結(jié)晶不完善，結(jié)晶度降低。之后采用熔融紡絲方法制備了PET/PEN共混纖維，發(fā)現(xiàn)纖維在模量、耐熱性能、抗紫外性能均得到一定提升的同時(shí)，其斷裂強(qiáng)度較之純PET纖維有所下降，正是因?yàn)轷ソ粨Q反應(yīng)影響了共混體系的結(jié)晶性能，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，因此控制酯交換反應(yīng)成為提高共混纖維性能的關(guān)鍵。
　　2、基于對PET/PEN共混纖維的性能研究結(jié)果

4、，接下來采用亞磷酸三苯酯（TPPi）作為酯交換抑制劑，加入PET/PEN（PEN含量為30%）共混體系中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入0.5wt%TPPi時(shí)，所制備的共混樹脂的結(jié)晶性能有較大改善。同時(shí)，在該比例下所制備的PET/PEN纖維整體性能得到較大提升，當(dāng)牽伸倍數(shù)為5倍時(shí)，共混纖維單絲的斷裂強(qiáng)度從未添加時(shí)的4.51cN/dtex提高到了5.81cN/dtex，高于純PET纖維的5.25cN/dtex，同時(shí)模量達(dá)到153.5cN/dtex，高于純PE