聚甲醛纖維的制備與表征.pdf

1、聚甲醛是一種高密度、高結(jié)晶的線型高聚物，具有優(yōu)異的綜合性能。用其制備的POM纖維能夠繼承聚甲醛的大部分優(yōu)點(diǎn)并能發(fā)揮其潛在優(yōu)勢(shì)，具有高強(qiáng)度、高模量及優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和耐堿性、耐化學(xué)腐蝕、耐光、耐候、耐磨耗等性能，是綜合性能最好的合成纖維之一，具有良好的應(yīng)用前景。
　　 POM纖維的制備方法有多種，迄今為止熔融紡絲法是降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的最佳方法。但由于POM結(jié)晶度高、結(jié)晶速率快且熔點(diǎn)和分解溫度接近

2、，容易造成POM初生纖維的結(jié)構(gòu)不均勻，以致影響成品纖維的力學(xué)性能和熱性能，成為穩(wěn)定生產(chǎn)，提高纖維性能的瓶頸。因此研究POM熔融紡絲工藝和牽伸工藝，對(duì)實(shí)現(xiàn)POM纖維的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。
　　 本課題對(duì)POM切片進(jìn)行了熱性能、流變性能分析以及POM切片的熱分解動(dòng)力學(xué)研究;探索了POM纖維的熔體紡絲和水浴牽伸工藝，研究了POM纖維的結(jié)晶性能、取向結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和耐酸堿性能。
　　 實(shí)驗(yàn)中采用的POM切片熔點(diǎn)為162.03

3、℃，熔融指數(shù)為9g/10min。研究發(fā)現(xiàn)，POM熱分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，分解活化能E=367.87kJ/mol，在230℃以下時(shí)，熱分解速率小于0.02％/min;POM熔體為非牛頓流體，當(dāng)熔體溫度由190℃升高到230℃，POM的非牛頓指數(shù)由0.53增大到0.61，大分子鏈段的活動(dòng)能力增強(qiáng)。在同一剪切速率下，表觀粘度隨溫度的升高而降低;剪切速率在90-2500s-1范圍內(nèi)變化時(shí)，POM的粘流活化能分布在11.36-24.90kJ/mol

4、范圍內(nèi)變化。
　　 本實(shí)驗(yàn)采用雙螺桿紡絲機(jī)熔融紡POM初生纖維，采用水浴牽伸方法制得POM纖維。由于水浴介質(zhì)具有傳熱速度快、熱容量大、溫度波動(dòng)小的特點(diǎn)，同時(shí)水分子的存在起到增塑的作用，能夠減小纖維的內(nèi)應(yīng)力，使得分子鏈間的相對(duì)滑移變得容易，大大減少被拉伸纖維的內(nèi)部缺陷，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)，提高纖維的性能。隨著水浴溫度的升高，POM纖維的結(jié)晶度、最大牽伸倍率增大;隨著牽伸倍數(shù)的增大，POM纖維的取向度、斷裂強(qiáng)度、初始模量增大，斷裂伸長(zhǎng)率減