聚酯纤维级聚醚酯(PET-PEG)亲水抗静电功能母粒的制备研究

摘要

聚酯纤维因其强度大、弹性好，其面料挺括且不易变形，洗后不用熨烫，广泛用于纺织服装、装饰和产业用领域。但是常规聚酯纤维在标准环境下（温度20℃，相对湿度65％）的回潮率仅0.4%，且易产生静电现象这不仅给聚酯纤维的后道加工带来诸多问题，而且也使其织物的使用性能以及应用领域受到严重影响和限制。因此开发多功能亲水抗静电聚酯纤维势在必行。
　　首先以高含量、不同分子量的聚乙二醇（PEG）作为反应型改性组份，并添加一定含量的无机抗静电剂（ZnO）作为改性助剂，制备了一种聚酯纤维用亲水抗静电功能母粒。研究了母粒制备过程中的工艺控制包括催化剂、热稳定剂、反应时间、真空度、醇酸投料比对母粒聚合反应的影响。通过实验验证了母粒的制备工艺路线及参数，解决了聚醚酯功能母粒制备过程中由于添加高含量 PEG改性剂后使其软化点降低、色相变差、出料成型困难、不易聚合等技术难点。研究了 PEG分子量、添加量对母粒聚合反应及其母粒基本性能的影响，最终通过大量实验验证了母粒的基本配方，包括确定选用分子量为6000的PEG作为反应型改性组份以及无机抗静电剂（ZnO）作为改性助剂，其中PEG在母粒中的适宜添加量为100wt%(wt%/PTA)，无机金属氧化物ZnO添加量为1wt%。运用FT-IR、1H-NMR对制备的聚醚酯母粒的化学结构及其组成进行了表征，结果表明：聚合物大分子中 PEG、PTA的摩尔比与投料比基本符合，证实了母粒的化学结构与设想的结构相符合。
　　通过 DSC、TG、母粒热处理后粘度降的分析对母粒的热性能进行了研究。结果表明随着 PEG在母粒样品中含量的增加，母粒的结晶性及热稳定性不断下降。对母粒的亲水抗静电性能研究结果显示：高含量PEG分子链段的引入赋予了聚醚酯功能母粒良好的吸湿、抗静电性能,母粒的吸水率达到85%，体积比电阻达到107Ω·cm，且随着PEG添加量的增加母粒的吸湿、抗静电效果均有所改善。
　　将制备的聚醚酯亲水抗静电母粒与常规大有光聚酯切片按质量比0/100、4/96、6/94、8/92、12/88进行共混纺丝，进一步评价了母粒的可纺性及其对常规聚酯纤维的结构性能的影响。结果发现在母粒添加量不超过10wt%的情况下，共混体系具有良好的可纺性。当母粒添加量为6wt%时，改性纤维的断裂强度达到3.4cN/dtex、无油丝回潮率达到0.78%、无油丝体积电阻率达到108Ω·cm，保证了所制备的母粒在具有良好可纺性的同时又具有优良的改性效果。母粒的中试实验结果表明，所制备的聚醚酯功能母粒具有一定的工业化应用前景。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 PET纤维的结构与性能

1.3 PET纤维的改性研究方法

1.4 PET纤维亲水抗静电改性研究进展

1.5 本课题的研究内容、技术路线及目标

第二章 聚醚酯（PET-PEG）功能母粒的制备及其结构表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 工艺条件控制

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 聚醚酯母粒的热性能及其亲水抗静电性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 母粒添加亲水抗静电聚酯纤维的制备及其性能表征

4.1 引言

4.2 实验原料及设备

4.3 纤维的制备

4.4 纤维结构与性能测试

4.5 结果讨论

4.6 母粒的中试放大实验

4.7 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

硕士期间发表的科技论文

致谢