超支化聚酯的合成与改性纤维研究

• 作 者: 陈英韬
• 出 处: 大连工业大学
• 发表日期: 2009年01期
• 关键词: 超支化聚酯 聚丙烯 合成 反应动力学 共混 力学性能 流变性能 染色性能

树枝型聚合物包括树形分子和超支化聚合物，是一类具有广泛应用前景的新兴高分子材料。其中超支化聚合物由于其简单易得的制备方法，更多地受到人们的关注。超支化聚合物是具有一系列特殊性质的聚合物，其具有三维椭球状立体结构，无链缠绕，低熔体粘度、高流变性、良好的溶解性、大量的分子内空穴以及可修饰末端官能团。可用作流变学改性剂，改善基体树脂的加工性与使用性。聚丙烯因具有优良的性能和广泛的来源而成为世界上应用最广泛的树脂之一，而聚丙烯分子结构紧密、结晶度高，分子链上不存在极性或离子性基团，缺少可染染座，染料分子难以渗入到纤维的内部。因此限制了其应用范围，解决其染色问题成为人们关注的焦点。利用超支化聚合物分子内部大量的空穴可以装载小分子的特点，可以协助染料分子渗入并停留在纤维内部，进而可以改善聚丙烯的染色性能。本研究自合成了一种新型的超支化聚酯，平均分子量在1629.835315.77之间，并研究了合成的反应动力学。将超支化聚酯作为添加剂以熔融的方式与聚丙烯共混，共混比例为1%8%，研究了共混物的力学性能，流变性能、染色性能。实验结果表明：合成反应为恒温恒压封闭反应体系，属一级反应，反应速率常数为K=1.589×10-2mol^-1·dm³·min^-1。共混体系为非牛顿假塑性流体，其表观粘度随切速率的增大而减小，随温度升高而降低，随着超支化聚酯含量增加而减小。共混体系的非牛顿指数随超支化聚酯含量增加而降低，流变性能得到改善。体系粘流活化能△Eη=45.34kJ·mol^-1，粘温依赖性增大。超支化聚酯的引入改善了聚丙烯纤维的染色性，添加量为6%时，分散染料的上染率能达到61%。而聚丙烯纤维的力学性能在超支化聚酯含量不大时有所增加，在含量为5%时达到峰值。