三組分復(fù)合纖維的研究及應(yīng)用.pdf

1、復(fù)合纖維是將兩種或兩種以上成纖高聚物的熔體或濃溶液，按照不同的組分、配比及粘度，分別輸入同一個紡絲組件，在組件的適當(dāng)部位匯合，在同一個噴絲孔中噴出而成為一根纖維，這樣就能在一根無限長的纖維上同時存在著兩種或兩種以上的聚合體。
　　目前，我國多組分纖維產(chǎn)品生產(chǎn)，主要仿制國外的新產(chǎn)品，由于缺乏紡絲工藝及其優(yōu)化控制理論的指導(dǎo)，只能憑實踐經(jīng)驗及反復(fù)試驗來獲得纖維成形過程控制技術(shù)，這樣增大了開發(fā)的成本和周期。因此，本課題將主要針對三組分復(fù)合

2、纖維的成型機理進行研究，制備出三組分復(fù)合初生纖維，并對三組分復(fù)合纖維在防偽領(lǐng)域的應(yīng)用進行研究。
　　本文首先分析了多組分復(fù)合纖維的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域，剖析了擠出脹大對多組分纖維性能的影響。根據(jù)高聚物流變學(xué)控制方程及三組分復(fù)合纖維成型的邊界條件等綜合因素，建立了三組分復(fù)合熔體在圓形微孔中的流動及擠出脹大的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，在理論研究的基礎(chǔ)上，基于Polyflow軟件對PA6和PET雙組分紡絲熔體及PA6、PET和PP

3、三組分紡絲熔體的擠出成型機理進行了數(shù)值仿真分析，研究了材料粘度、噴絲微孔長徑比、噴絲微孔收斂角及各組分流量對三組分復(fù)合熔體擠出脹大的影響，結(jié)果表明:
　　1.組分熔體間粘度差異越小，擠出脹大比越小;
　　2.適當(dāng)加大噴絲微孔的長徑比可以減小纖維的擠出脹大;
　　3.適當(dāng)減小噴絲微孔的收斂角可以減小纖維的擠出脹大比;
　　4.適當(dāng)增大粘度大熔體的流量，減小粘度小熔體的流量，可以減小組分熔體間的速度差異，提高成形纖維

4、的性能。
　　然后，基于Polyflow軟件對熔體通過三組分復(fù)合紡絲組件時的壓力降及速度分布進行數(shù)值仿真分析，并對三組分復(fù)合紡絲組件進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。之后，基于Polyflow軟件對三組分復(fù)合纖維的拉伸成型過程進行數(shù)值仿真分析，研究纖維拉伸速度及各組分流量對三組分復(fù)合纖維拉伸成型過程的影響，結(jié)果表明:
　　1）在拉伸速度的影響下，三組分復(fù)合熔體中低粘度的PP熔體對擠出脹大起主導(dǎo)作用;
　　2）隨著拉伸速度的增大，三組分

5、復(fù)合纖維的擠出脹大比逐漸減小。
　　最后，在理論研究及數(shù)值計算的基礎(chǔ)上，通過三組分復(fù)合紡絲試驗線及三組分復(fù)合紡絲組件制備了三組分復(fù)合初生纖維和三組分復(fù)合防偽纖維，對兩種纖維的纖維截面形狀及力學(xué)性能進行了測試，并對三組分復(fù)合防偽纖維的防偽力度進行了計算。結(jié)果表明:
　　1.三組分復(fù)合防偽纖維的各組分材料之間的界面較為清晰，力學(xué)性能良好;
　　2.三組分復(fù)合纖維未經(jīng)拉伸處理，該纖維屬于初生纖維，其力學(xué)性能及伸長率較差;