EVOH熔体流动改性及其皮芯复合纤维的制备与表征

摘要

乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）含有大量的羟基并有较高的结晶度，因此具有优异的阻隔性能，是包装材料领域发展较早的热门树脂之一；此外因羟基可方便地实现功能化，其应用范围正在迅速拓宽。然而，因羟基间容易形成氢键，EVOH树脂粘度大，流动性差，EVOH的纤维成型具有相当的工艺难度。本文通过添加降温母粒的方式对EVOH进行流动性能改性，旨在实现EVOH的熔融纺丝成型，并进一步制备EVOH/PA6皮芯复合纤维，探讨其力学，吸湿，染色等相关性能。
　　本课题首先以添加二叔丁基过氧化物（DTBP）的方式制备1.5％和2%两种含量的PP降温母粒，并分别以不同比例添加到EVOH中进行熔融指数测试，最终选定2%PP降温母粒作为制备改性EVOH的添加剂。对5%，10%，15%降温母粒含量的EVOH进行了熔融试纺丝，发现降温母粒添加量为10%时EVOH纤维可纺性最佳。以此比例混合EVOH与降温母粒并挤出造粒，制备出改性EVOH。改性EVOH的热分析及流变性能测试结果表明，降温母粒的添加对EVOH的熔点（162℃）和结晶温度（132℃）影响不大，但使分解温度（347℃）略微降低，改性EVOH为具有温敏性的假塑性流体。
　　为保留EVOH吸湿，染色，易功能化等优异性能的同时增强其力学性能，我们选用与EVOH结合力强，力学性能佳，流动性能参数相近的PA6为芯层，以EVOH或改性EVOH为皮层，按皮芯比例3:7，在260℃左右纺丝温度下制备了皮芯复合纤维。因流变性能的差异EVOH/PA6皮芯纤维可纺性不佳，而改性EVOH/PA6则可在600m/min的纺丝速度下顺利成型。对改性纤维进行热牵伸获得3.0及3.2牵伸倍数的纤维，未改性纤维则需采用热水浴低速牵伸，牵伸倍数可至4.0。纤维横断面显微观察发现，EVOH/PA6纤维出现部分皮芯剥离且拉伸后更甚，而改性EVOH/PA6纤维皮芯结合紧密。纤维XRD测试结果表明，降温母粒的加入会抑制EVOH的结晶，使其衍射强度在复合体系中的相对比例降低；在牵伸后PA6发生晶型转变，出现多峰且与EVOH的重叠，使衍射曲线变宽。拉伸测试结果表明尽管改性EVOH/PA6尚未牵足，断裂伸长偏大，但仍具有满足后加工的力学强度。
　　进一步对纤维吸湿性能、染色性能进行测试，结果发现改性EVOH/PA6的吸湿率可达3~4%，且具有未改性样品没有的快吸快干性能；活性染料和酸性染料均能成功上染复合纤维，且活性染料色牢度高，酸性染料透染性佳。

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第一章 绪论

1. 1前言

1. 2 EVO H概述

1. 3 EVO H纤维

1. 4皮芯复合纤维

1. 5 EVO H的流动性改性

1. 6本课题研究意义及主要内容

第二章EVOH熔体流动改性

2. 1前言

2. 2实验部分

2. 3结果与分析

2. 4本章小结

第三章EVOH/PA6皮芯复合纤维制备及基础表征

3. 1前言

3. 2实验部分

3. 3结果与讨论

3. 4本章小结

第四章EVOH/PA6复合纤维的吸湿和染色性能研究

4 .1前言

4. 2实验部分

4. 3结果与讨论

4. 4本章小结

第五章全文总结

参考文献

致谢

附录二：攻读硕士期间的研究成果