论文部分内容阅读
无机纳米粒子杂化PET是提高纤维性能的有效途径。基于对生产成本和可纺性方面的综合考虑，在取得预期性能的前提下，宜尽量降低PET纤维中的无机含量。本课题将着重研究低含量下纳米杂化涤纶纤维的力学性能、结晶性能和热稳定性。这些性能对聚酯纤维的工艺控制及应用具有重要的参考价值。
首先采用反应前预先加入纳米粒子的方法，在一定条件下合成并经纺丝分别制得了具有不同无机含量的PET/TiO2、PET/BaSO4纳米杂化纤维。利用电感耦合等离子体发射光谱仪ICP精确地测定各试样中无机部分的精确质量百分含量，并采用TEM、DSC、DMA、TG方法对其进行了系统的研究。在低含量范围内，通过观察TEM图像发现，纳米二氧化钛和纳米硫酸钡在PET中具有较好的分散性，无机粒子没有出现大尺度的聚集。
结果表明，无机粒子的加入对聚酯纤维的力学热学性能均有显著的影响。随着TiO2含量的增加，纤维的玻璃化转变温度(Tg)、等温结晶度、等温结晶Avrami指数(n)、非等温结晶速率、非等温结晶度、β次级转变温度(Tβ)呈先增后降，储能模量(E’)、损耗模量(E”)、热分解温度(Td)、热解活化能(△Ed)呈递增，冷结晶温度(Tch)呈递减，等温结晶复合速率常数(Z)呈先降后增的变化趋势；二氧化钛含量对熔点、非等温结晶指数(m)、非等温结晶活化能、损耗因子无显著影响。
随着BaSO4含量的增加，纤维的储能模量、损耗模量、β次级转变温度(Tβ)、先增后减，等温结晶复合速率常数(Z)呈先降后增，Tch、冷结晶度、非等温结晶速率、热解活化能(△Ed)呈递增的变化趋势；硫酸钡含量对Tg、熔点、等温结晶Avrami指数n、非等温结晶Ozawa指数(m)、非等温结晶活化能、损耗因子影响不大。在三种降温速率下，各结晶度对质量含量曲线均表现为“M”形。另外，硫酸钡在提高纤维力学和热稳定性方面显著优于二氧化钛。