阻燃膠囊化CMSs-PET功能纖維的制備及其結構性能研究.pdf

1、近年來，世界各地火災事件頻頻發(fā)生，造成的人身傷害極大，引起了人們的廣泛關注，從而阻燃技術成為了研究熱點。紡織品對于人們的日常生活無處不在，因此對纖維材料的阻燃功能提出了更高、更新的要求。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以其強度高，耐磨性好，模量高，保形性好，耐熱性和耐光性等一系列優(yōu)異的性能，且具有良好的洗可穿性，因此PET纖維在紡織品應用中極為廣泛。然而，PET纖維的極限氧指數(shù)極低，屬于易燃材料，且受熱易熔融分解，遠遠達不到阻燃的標準，使

2、得其應用受到極大限制，因此對于PET纖維的阻燃研究成為當前的熱點。
　　目前，應用于PET的阻燃劑主要有鹵系、磷系、其他三大類，但隨著環(huán)保和衛(wèi)生法規(guī)的完善，阻燃劑的研究正向著無鹵化、阻燃超細化、抑煙化等趨勢發(fā)展。近年來，納米阻燃材料中的CNTs成為研究的重點，而碳微球(CMSs)同屬碳納米材料的一個分支，因其特殊的結構和優(yōu)異的物化性能受到廣泛關注，但其目前主要被用于潤滑材料、催化劑載體、電極材料，對其阻燃性能的研究在國內(nèi)外還鮮見報

3、道。
　　本課題首先采用原位聚合法制備以碳微球為芯材，聚對苯二甲酸乙二醇酯為壁材的膠囊碳微球(PCMSs)，主要研究了制備工藝對PCMSs形貌以及阻燃性能的影響，進行正交試驗設計，探討制備PCMSs的最佳工藝，并對最佳工藝條件下制備的PCMSs的分子結構，微觀、超微觀結構以及其熱穩(wěn)定性能進行了分析。其次，通過熔融共混法制得不同碳微球含量的CMSs/PET與PCMSs/PET復合材料，對復合材料形貌、結構進行了分析表征;重點研究了最

4、佳含量下的PET復合材料的阻燃性能、熱性能、力學性能，并將其作為新型阻燃劑制備了不同比例的PET復合纖維，通過對復合纖維的微觀結構、分子結構以及力學性能、取向度、吸濕性能進行了分析，確定了紡絲工藝下最佳阻燃劑的添加比例。
　　通過以上研究，可得出以下結論:
　　(1)采用原位聚合法制備了以碳微球為囊芯，對苯二甲酸乙二醇酯為囊壁的微膠囊化碳微球，通過對碳微球包覆率以及PCMSs/PET復合材料的極限氧指數(shù)的測定得出最佳制備工藝

5、:PTA與EG質(zhì)量比為1∶10，反應溫度為140℃，反應時間為7h，催化劑含量2％，乳化劑用量1％，CMSs與PTA質(zhì)量比為1∶1。
　　(2)膠囊化后的碳微球表面粗糙，凹凸不平，囊壁與囊芯材料以氫鍵、分子間作用力形式相結合，囊壁厚度約為50nm，最佳包覆率為36.2％。
　　(3)通過熔融共混的方法制備的PCMSs含量為1％的PET復合材料具有較好的分散性、相容性。且含量為1％的CMSs/PET復合材料極限氧指數(shù)為28.6

6、％，較PET的極限氧指數(shù)提高了33.6％，含量為1％的PCMSs/PET復合材料極限氧指數(shù)達到29.8％，較PET的極限氧指數(shù)提高了39.3％，較含量為1％的CMSs/PET復合材料極限氧指數(shù)提高了4.2％，二者復合材料均達到Ⅴ-0級， PCMSs的加入進一步提高了PET復合材料的阻燃性能。
　　(4)采用熔融共混紡絲法可以成功制備CMSs/PET與PCMSs/PET阻燃功能纖維，當阻燃劑的含量為0.6％時，阻燃PET功能纖維的微