高粘PET/PPS共混体系及其纺丝成型性能研究

摘要

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物,也称为聚酯。具有较好的力学性能、耐磨性、吸水性小及尺寸稳定性好、电性能优良、对大多数有机溶剂和无机酸稳定。尽管PET具有良好的综合性能,但由于结晶速度慢,加工性能差,模塑温度高,生产周期长,冲击韧性差,耐高温水解性差以及高粘度聚酯的加工性能差等,使得PET的应用受到很大的限制。因此,为了进一步扩大PET应用领域,必须对其进行改性。聚苯硫醚树脂具有耐高温,抗水解性以及良好的加工性能。试验采用高分子量的线性聚酯与聚苯硫醚共混改性得到耐热性优良、高强度的热塑性聚合物共混物,并且易于成型加工,有效地拓宽了聚酯的应用范围,同时也为特种工程塑料改性通用工程塑料的研究提供一定的基础。 本文利用双螺杆挤出机制备了高粘PET/PPS共混物,研究了PPS用量对共混物性能的影响和共混物的形态结构。结果表明,当PPS用量为5份时,共混物的综合性能最佳；PET/PPS共混物属于典型的假塑性流体,适量PPS的加入可提高高粘度聚酯的加工性能；SEM图像显示,随着PPS含量的增加,聚合物共混物的海-岛相结构出现,并开始出现明显的相分离,PPS相更多的以球形出现在合金中,而且PPS分散相的粒径尺寸相差较大。同时考察了高分子改性剂作为增容剂对共混体系性能的影响。 利用DSC和WAXD对共混物的结晶性能进行了研究。结果表明,PPS的加入,对高粘PET结晶起到异相成核剂作用,使PET的结晶温度提高；少量PPS的加入能够显著地提高PET的结晶速率；PET及其共混体系的结晶温度随降温速率的提高而降低；Ozawa方程不能描述PET及PET/PPS共混体系的非等温结晶动力学过程,而莫志深法能很好第描述该过程。 利用熔融纺丝机制备了高粘PET/PPS共混纤维,并对其性能和形态进行了表征。结果表明,随着PPS用量的增大,共混纤维的拉伸强度有先增高后降低的趋势,共混纤维的断裂伸长率整体呈下降趋势,而初始模量则是呈先增大后减小的趋势；共混纤维的拉伸强度随热处理时间的增加有先增加后降低的趋势,纤维的初始模量随着处理时间的增大先增加后趋于稳定；共混纤维的拉伸强度和模量随着热处温度的提高先后降,断裂伸长率随着处理温度的提高先降后升；在共混纤维中,PPS为分散相,以原纤化的状态存在于共混纤维中,起到了原纤增强的作用,并提高了PET基体树脂的结晶性能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1 PET树脂简介

1.1.1 PET的结构及性能

1.1.2 PET的合成

1.1.3 PET增粘技术

1.1.4 PET的共混改性

1.2聚苯硫醚简介

1.2.1 PPS的性质

1.2.2 PPS的合成

1.2.3 PPS的改性研究

1.3原位复合材料

1.3.1传统的微纤增强复合材料

1.3.2 TLCP／TP原位复合材料

1.3.3 TP／TP原位复合材料

1.4本论文研究的背景、目的和意义及研究内容和创新之处

1.4.1本论文的研究背景、目的和意义

1.4.2本文的研究内容及创新之处

第二章高粘PET／PPS共混体系的制备与表征

2.1实验部分

2.1.1实验原料

2.1.2主要仪器及设备

2.1.3 PET／PPS共混体系的制备

2.2共混物性能测试方法及标准

2.2.1力学性能

2.2.2维卡耐热性能

2.2.3扫描电镜观察试样断面

2.2.4 DSC热分析

2.2.5热重分析(TG)

2.2.6毛细管流变性能测定

2.3结果和讨论

2.3.1聚酯切片的干燥

2.3.2共混物体系的力学性能

2.3.3维卡软化点

2.3.4共混体系形态结构

2.3.5 DSC分析

2.3.6热重分析

2.3.7 PET／PPS共混物的毛细管流变性能

2.3.8高分子改性剂对共混物性能的影响

2.4本章小结

第三章高粘PET／PPS共混体系的结晶性能研究

3.1实验部分

3.1.1实验原料

3.1.2样品制备

3.2样品表征

3.2.1非等温结晶动力学

3.2.2 X-射线衍射

3.3结果与讨论

3.3.1聚合物非等温结晶动力学理论

3.3.2共混体系的结晶特性

3.3.3 PET／PPS共混物非等温结晶动力学

3.3.4 PET及其共混物的结晶性能

3.4本章小结

第四章高粘PET／PPS共混体系纺丝成型及性能

4.1实验部分

4.1.1主要原料

4.1.2主要仪器及设备

4.1.3原料干燥

4.1.4 PET／PPS共混纤维的制备

4.2样品测试

4.2.1力学性能测定

4.2.2 DSC热分析

4.2.3热重分析

4.2.4共混纤维的形态观察

4.2.5共混纤维的双折射率的测定

4.2.6共混纤维的结晶性能--WAXD

4.3结果与讨论

4.3.1共混纤维的力学性能

4.3.2热处理对共混纤维力学性能的影响

4.3.3 DSC热分析

4.3.4热重分析(TG)

4.3.5共混纤维的形貌观察

4.3.6共混纤维的结晶与取向

4.4本章结论

结论

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢