高強(qiáng)度聚酯纖維的研究.pdf

1、高強(qiáng)度聚酯纖維是近年來發(fā)展速度快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的化纖產(chǎn)品.隨著科技的發(fā)展,對(duì)聚酯纖維強(qiáng)度的要求越來越高,在這個(gè)領(lǐng)域的研究也越來越多.本論文以數(shù)學(xué)模型在固相聚合上的應(yīng)用及一步法紡絲過程的熔體流變性研究為理論基礎(chǔ),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝條件,找出理論與實(shí)際生產(chǎn)過程的關(guān)系,探索出提高聚酯纖維強(qiáng)度、優(yōu)化生產(chǎn)流程的新技術(shù),進(jìn)而指導(dǎo)聚酯纖維新品種的開發(fā)和應(yīng)用.研究內(nèi)容包括:1)數(shù)學(xué)模型在固相聚合的應(yīng)用,并以固相聚合數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù),結(jié)合實(shí)測反應(yīng)條件,研

2、究反應(yīng)溫度、停留時(shí)間、循環(huán)氮?dú)饧兌燃傲髁康纫蛩貙?duì)固相聚合反應(yīng)的影響,從而確定了生產(chǎn)高強(qiáng)度聚酯纖維的原料一高粘切片的制備方法應(yīng)采用連續(xù)固相聚合的方式,同時(shí)確定了用固相聚合法生產(chǎn)高強(qiáng)度聚酯纖維的最佳工藝參數(shù);2)以高粘度聚酯熔體的流變性、流體的流動(dòng)曲線的研究為基礎(chǔ),結(jié)合PET切片的相對(duì)分子量、紡絲溫度、紡絲速度、緩冷溫度、牽伸比等因素對(duì)高強(qiáng)纖維生產(chǎn)工藝的影響,確定了生產(chǎn)高強(qiáng)度聚酯纖維紡絲成型的技術(shù)和工藝條件.研究結(jié)果表明:球形顆粒中可逆化學(xué)

3、反應(yīng)和小分子三維擴(kuò)散共同控制的固相聚合數(shù)學(xué)模型與Chang-Kwon Kang提出的理論數(shù)據(jù)相吻合,在固相聚合反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)比擴(kuò)散反應(yīng)對(duì)溫度更敏感,化學(xué)反應(yīng)的活化能大于擴(kuò)散反應(yīng)的活化能;采用高純度氮?dú)饷摀]方式連續(xù)固相聚合的方法,在確保足夠的反應(yīng)時(shí)間的同時(shí),反應(yīng)溫度控制在220±2℃,氮?dú)饬髁吭?00~1000ml/min范圍內(nèi),來合成高分子量、內(nèi)在結(jié)構(gòu)均勻、熱穩(wěn)定性好的高粘度聚酯切片.提高紡絲熔體溫度可以改善高強(qiáng)聚酯纖維的流動(dòng)性能,只

4、要在臨界值以下,增加剪切速率和相應(yīng)地提高紡絲溫度,均有利于紡絲;當(dāng)增粘后PET切片的特性粘度為1.1,分子量分布系數(shù)a2在1.5~2.0之間,紡絲溫度設(shè)定為295~298℃,緩冷溫度為290~300℃時(shí);并采用三級(jí)拉伸,合理分配拉伸比,使經(jīng)一級(jí)拉伸后纖維的取向度控制在0.18以下,結(jié)晶度在40以下;經(jīng)二級(jí)拉伸后纖維的取向度控制在0.19以下,結(jié)晶度在45左右;預(yù)拉伸溫度為常溫,一級(jí)拉伸溫度為70~80℃,二級(jí)拉伸溫度160~170℃,定