PTT長絲紗形態(tài)記憶特性的研究.pdf

1、PTT纖維以其特有的分子結(jié)構(gòu)和較高的彈性回復(fù)性能，使PTT纖維具有形狀記憶聚合物所需的固定相和可逆相。而且PTT纖維具有較低的可逆相轉(zhuǎn)變溫度(45℃)，使PTT纖維制品在日常生活中實現(xiàn)形態(tài)記憶的功能成為現(xiàn)實。
　　 本課題重點研究PTT長絲紗因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的形狀記憶特性的實現(xiàn)條件和影響形態(tài)記憶的主要因素，建立了模擬形態(tài)記憶的工藝流程，并在實驗基礎(chǔ)上，確定合理的工藝參數(shù)，以期為企業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)基于PTT長絲紗的形態(tài)記憶織物提供一定的

2、參考依據(jù)。
　　 通過加捻，使PTT長絲紗產(chǎn)生一次變形，測量和分析PTT長絲紗在扭轉(zhuǎn)變形過程中的長度變化規(guī)律以及與理論值的差異，研究發(fā)現(xiàn)：隨著扭轉(zhuǎn)變形量加大，PTT長絲紗的捻縮率逐漸增大，捻縮率的實測值與理論值的差異變大，進入高捻區(qū)后，PTT長絲紗的扭轉(zhuǎn)變形愈加明顯，捻縮率顯著增大。當(dāng)捻系數(shù)超過693tex1/2捻/10cm時，紗線因收縮扭結(jié)而形成小辮子，為防止強捻紗線產(chǎn)生“辮結(jié)”現(xiàn)象，PTT長絲紗的扭轉(zhuǎn)變形量應(yīng)控制在捻系數(shù)為6

3、93tex1/2捻/10cm以下的一定范圍內(nèi)是比較合適的。
　　 采用干熱定型方法，對加捻后的PTT長絲紗進行干熱定型，即“一次變形定型”。通過測試殘余扭矩，對一次變形的定型效果進行評價，研究發(fā)現(xiàn)：在定型溫度為160℃～180℃范圍內(nèi)，定型60min時，PTT長絲紗取得較好熱定型效果，定型60min對扭轉(zhuǎn)變形量較小的PTT長絲紗影響較小。
　　 通過研究一次變形定型后的PTT長絲紗的力學(xué)性能變化，發(fā)現(xiàn)在定型溫度為140℃

4、～l60℃時，PTT長絲紗斷裂強度損失率和斷裂伸長損失率較小，在定型時間為30min，捻系數(shù)為577tex1/2捻/10cm時，一次變形定型后PTT長絲紗斷裂強度、斷裂伸長率和總彈性回復(fù)率達到最大值。
　　 用熱水浴對一次變形定型后的PTT長絲紗進行解捻，即通過“形態(tài)回復(fù)”試驗，模擬形態(tài)記憶過程中的二次變形。測量二次變形過程中試樣的尺寸變化以及彈性回復(fù)率，研究定型溫度、定型時間和扭轉(zhuǎn)變形量對PTT長絲紗形態(tài)記憶特性的影響，同時，

5、用SPSS進行回歸分析，確定影響形態(tài)記憶的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)：在定型溫度為160℃，定型時間為30min，捻系數(shù)為577tex1/2捻/10cm時，PTT長絲紗在二次變形過程中的形態(tài)回復(fù)能力較好，并能夠保持良好的形態(tài)記憶特性。
　　 通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過二次變形后，PTT長絲紗因解捻而使纖維間空隙增大，有明顯“起縐”現(xiàn)象，紗線直徑較一次變形定型時變大。
　　 通過雙折射率測試分析發(fā)現(xiàn)，一次變形定型后，隨著熱定型溫度的

6、升高，PTT纖維的雙折射率增大，當(dāng)熱定型溫度為160℃時達到最大值，之后雙折射率逐漸下降。隨著扭轉(zhuǎn)變形量的增大，PTT纖維的雙折射率增大，當(dāng)捻系數(shù)超過577tex1/2捻/10cm之后，纖維雙折射率趨于穩(wěn)定。二次變形PTT纖維的雙折射率較一次變形定型時下降。
　　 通過X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，一次變形定型后，隨著熱定型溫度的升高，PTT纖維的結(jié)晶度增大，當(dāng)熱定型溫度超過160℃之后，纖維結(jié)晶度緩慢增加并趨于穩(wěn)定。定型60min時PT

7、T纖維的結(jié)晶度高于定型30min的PTT纖維。隨著扭轉(zhuǎn)變形量的增大，PTT纖維的結(jié)晶度增大。二次變形后PTT纖維的結(jié)晶度較一次變形定型時下降。
　　 通過差熱分析(DSC)發(fā)現(xiàn)，一次變形定型后PTT纖維DSC曲線沒有發(fā)生明顯變化，沒有出現(xiàn)新的吸熱峰和放熱峰，熔融溫度（熔點）也沒有發(fā)生明顯變化，表明試樣的熱性能并沒有發(fā)生明顯變化。隨著定型溫度的升高，PTT纖維的玻璃化溫度升高，定型60min時PTT纖維的玻璃化溫度高于定型30mi