輪胎簾子線用Lyocell纖維制備技術(shù)的初探.pdf

1、Lyocell纖維是二十世紀(jì)九十年代開發(fā)出來的一種新型的纖維素纖維,同傳統(tǒng)的粘膠纖維相比,其強(qiáng)度和模量更高,生產(chǎn)工藝簡單環(huán)保,并能直接采用聚合度較高的纖維素漿粕進(jìn)行紡絲,這是粘膠工藝所無法達(dá)到的。因此,Lyocell纖維有望替代現(xiàn)有的粘膠簾子線作為一種輪胎簾子線用纖維素纖維。迄今為此,國內(nèi)外尚未見Lyocell纖維應(yīng)用于輪胎簾子線領(lǐng)域的相關(guān)報(bào)道。為此,本論文在研究各種纖維素原料溶解特性及其溶液流變性能的基礎(chǔ)上,探討了原料的性質(zhì)、紡絲條件

2、、氯化銨改性及熱處理等因素對最終所制得的Lyocell纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響,由此摸索出了制備輪胎簾子線用Lyocell纖維的幾種可行的方法。本論文首先采用帶有CCD和熱臺的偏光顯微鏡跟蹤觀察了纖維素原料在NMMO·H2O中的溶解過程,并利用HAAKE流變儀分析了各種溶液的流變性能。研究發(fā)現(xiàn);纖維素的相對分子質(zhì)量越高,溶解過程對溫度依賴性越強(qiáng),相應(yīng)溶液的粘流活化能也越高,且切力變稀行為越顯著。此外,對所制得的纖維性能的分析結(jié)果表明;纖維素

3、原料的聚合度(或相對分子質(zhì)量)相對于α-纖維素含量而言對纖維力學(xué)性能的影響更大一些,原料聚合度越高,所得纖維的力學(xué)性能越好;當(dāng)原料的聚合度接近時(shí),纖維的力學(xué)性能則隨原料中α-纖維素含量的增加而改善;并且,較高的α-纖維素含量還有利于纖維耐熱性及尺寸穩(wěn)定性的提高。與此同時(shí),本論文還利用凝膠滲透色譜(GPC)等手段探討了高聚合度與常規(guī)聚合度纖維素所形成的混合原料紡絲液的紡絲性能,發(fā)現(xiàn)通過在常規(guī)聚合度原料中混合適量的高聚合度原料可以改善所得纖

4、維的力學(xué)性能,但若兩種原料的相對分子質(zhì)量相差過大,則易引起紡絲液在流經(jīng)過濾層時(shí)發(fā)生分層從而無法有效地提高纖維的力學(xué)性能。在上述研究基礎(chǔ)上,本論文采用合適的高相對分子質(zhì)量纖維素制備出了性能符合輪胎簾子線用纖維要求的Lyocell纖維。除了采用高相對分子質(zhì)量原料的工藝外,本論文還探討了以中等相對分子質(zhì)量的纖維素原料紡絲后進(jìn)一步進(jìn)行熱處理來獲得輪胎簾子線用Lyocell纖維的可行性。通過利用自制的熱處理裝置對尚未干燥過的初生纖維進(jìn)行熱處理發(fā)現(xiàn)

5、;當(dāng)預(yù)加張力區(qū)張力為0.75cN/dtex、熱處理區(qū)張力為0.60 cN/dtex且溫度為130℃時(shí)熱處理效果較好,所得Lyocell纖維的斷裂強(qiáng)度達(dá)到5.8cN/dtex、初始模量為86.9cN/dtex、干熱收縮率小于1.1％,符合輪胎簾子線用纖維的要求。此外,本論文還探討了在紡絲液中加入氯化銨添加劑來制備高性能Lyocell纖維的可行性,發(fā)現(xiàn)紡絲液的粘度隨氯化銨含量的增加而提高,適量的氯化銨,有利于提高纖維的力學(xué)性能,改性后的纖維