基于PET仿棉共聚酯纤维的制备及其结构性能研究

摘要

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维是产量最大的合成纤维，其具有许多优良性能，如断裂强度高、回弹性适中、热定形性好、耐热和耐光性好、抗有机溶剂和氧化剂、耐腐蚀性好，因此被广泛应用。但是，由于PET大分子链结构规整和结晶度较高，且分子中无强极性基团，故其表面亲和性差，这在很大程度上影响了PET纤维的表面亲水性和染色性。因此，对PET纤维的改性研究一直是国内外研究人员关注的重点，通常可引入含有磺酸基的第三组分改善其染色性，以及与第四组分聚乙二醇(PEG)嵌段和第五组分1，2-丙二醇共聚可提高纤维的弹性、柔软性，降低熔点，改善吸湿性、抗静电性等。
　　基于此，本文分别加入第一单体聚对苯二甲酸(PTA)、第二单体乙二醇(EG)、第三单体间苯二甲酸二乙酯-5-磺酸钠(SIPE)、第四单体聚乙二醇(PEG)以及第五单体1，2-丙二醇（1，2-PDO），首先合成了PET共聚酯，利用核磁共振仪(NMR)与红外光谱仪(FT-IR)对共聚酯样品的结构进行了表征;利用差式扫描量热仪(DSC)分析研究了共聚酯的基本热性能参数;利用热失重仪(TG)考察了共聚酯的热稳定性;利用广角X射线衍射(WAXD)研究了共聚酯的结晶性能。同时，对共聚酯切片进行纺丝，并对所纺纤维的力学性能、回潮率和保暖性等基本性能进行了测试。结果表明:
　　1.FT-IR测试表明，改性后共聚酯样品出现了共聚酯的几个主要的特征峰;核磁分析表明，三单SIPE、四单PEG和五单1，2-丙二醇的投料比与其在共聚物中的实际含量比例基本一致。
　　2.共聚酯的玻璃化转变温度Tg和冷结晶温度Tcc均随着1，2-丙二醇添加量的增加依次降低;与Tg和Tcc的变化规律相同，改性共聚酯的熔点Tm均比纯PET的熔点低;TGA研究结果表明，添加了SIPE、PEG以及1，2-丙二醇后，共聚酯的热稳定性下降。
　　3.在四单聚乙二醇添加量一定的情况下，随着五单1，2-丙二醇含量的增加，纤维的拉伸强度、初始模量、取向度和结晶度都有所降低，但断裂伸长率增加。聚乙二醇和1，2-丙二醇的加入，使共聚酯链柔性增大，结晶度减小，从而有利于改善纤维的柔软性能。加入聚乙二醇和1，2-丙二醇后的共聚酯的回潮率和接触冷暖感值Qmax明显高于PET纤维，且随着五单1，2-丙二醇含量的增加，回潮率和接触冷暖感值均有上升。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 仿棉共聚酯研究历史及意义

1．2 聚酯仿棉的改性方法

1．3 国内外仿棉共聚酯研究现状及前沿内容

1．4 本课题的主要研究内容

第二章 PET共聚酯的合成与结构表征

2．1 引言

2．2 合成工艺简介

2．3 实验部分

2．4 结果与讨论

2．5 结论

第三章 PET共聚酯的热性能与晶体结构研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．3 结果与讨论

3．4 结论

第四章 PET共聚酯纤维的制备及结构性能

4．1 引言

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．4 结论

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士期间参加项目、发表论文

致谢