超临界CO2流体处理对PBT纤维结构与性能的影响

摘要

本文利用超临界CO2流体技术对PBT纤维在不同条件下进行工艺试验，重点研究超临界CO2流体处理对PBT纤维结构与性能的影响。通过X-衍射(WAXS)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DTA)、力学性能等实验方法，研究探讨了超临界CO2流体对PBT纤维化学结构、聚集态结构、表面形态及热性能的影响；同时，对处理后PBT纤维的部分物理机械性能进行相关的测试与分析。
　　 结果表明：经超临界CO2流体处理后，PBT纤维内低聚物在超临界CO2流体的增塑和溶胀作用下，从纤维内移出并附着在纤维表面，随着温度和压力的增高，会有越来越多的低聚物从纤维内部移出；在一定温度和压力的条件下，这种低聚物会随处理时间的延长而溶解在超临界CO2流体中；PBT纤维结晶度总体上呈下降趋势；经过超临界CO2流体处理后PBT纤维的断裂强力、断裂伸长率及断裂功等力学性质出现了不同程度的降低，当超临界CO2流体处理温度为80℃、压力为20MPa、处理时间为1h时，PBT纤维的各项力学性能下降程度最为明显；同时PBT纤维的热稳定性经CO2流体处理后有所降低。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 PBT纤维的结构性能及应用概况

1.2.1 PBT纤维的发展历史

1.2.2 PBT纤维的结构和性能特点

1.2.3 PBT纤维的应用与发展前景

1.3 超临界CO2流体性质及应用

1.3.1 超临界CO2流体性质特点

1.3.2 超临界CO2流体技术的应用

1.3.3 超临界CO2流体在纺织加工方面的国内外研究现状

1.4 本课题的主要研究内容及创新之处

1.4.1 本课题的主要研究内容及研究方案

1.4.2 本课题的创新之处

第二章 实验部分

2.1 实验材料与设备

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验仪器及设备

2.2 实验方法

2.2.1 超临界CO2系统(实验装置)与PBT纤维处理方法

2.2.2 试样的储存方法

2.3 处理前后PBT纤维样品性能测试方法

2.3.1 PBT纤维样品的力学性能测试

2.3.2 PBT纤维样品的回潮率测试

2.3.3 PBT纤维样品的卷曲性能测试

2.4 处理前后PBT纤维微观结构测试方法

2.4.1 PBT纤维样品的扫描电镜分析

2.4.2 PBT纤维样品的X-射线粉末衍射测试

2.4.3 PBT纤维样品的FT-IR红外光谱测试

2.4.4 PBT纤维样品的耐热性分析测试

2.5 本章小结

第三章 实验结果与分析

3.1 超临界CO2流体温度对PBT纤维性能与结构的影响

3.1.1 处理温度对PBT纤维力学性能的影响

3.1.2 处理温度对PBT纤维回潮率的影响

3.1.3 处理温度对PBT纤维卷曲性能的影响

3.1.4 处理温度对PBT表面形态的影响

3.1.5 处理温度对PBT纤维聚集态结构的影响

3.1.6 处理温度对PBT纤维大分子链段的影响

3.1.7 处理温度对PBT纤维耐热性的影响

3.2 超临界CO2流体压力对PBT纤维结构与性能的影响

3.2.1 处理压力对PBT纤维力学性能的影响

3.2.2 处理压力对PBT纤维回潮率的影响

3.2.3 处理压力对PBT纤维卷曲性能的影响

3.2.4 处理压力对PBT表面形态的影响

3.2.5 处理压力对PBT纤维聚集态结构的影响

3.2.6 处理压力对PBT纤维大分子链段的影响

3.2.7 处理压力对PBT纤维耐热性的影响

3.3 超临界CO2流体处理时间对PBT纤维结构与性能的影响

3.3.1 处理时间对PBT纤维力学性能的影响

3.3.2 处理时间对PBT纤维回潮率的影响

3.3.3 处理时间对PBT纤维卷曲性能的影响

3.3.4 处理时间对PBT表面形态的影响

3.3.5 处理时间对PBT纤维聚集态结构的影响

3.3.6 处理时间对PBT纤维大分子链段的影响

3.3.7 处理时间对PBT纤维耐热性的影响

3.4 本章小结

第四章 总结

参考文献

攻读学位期间出版或公开发表的论文

致谢