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聚芳酯/聚酯共混纤维的热性能研究

作　者: 狄海燕
导　师: 张志英；吴世臻
学　校: 天津工业大学
专　业: 材料学
关键词: PET P(HBA/HNA) ACPET DSC WAXD 动态热机械热重分析
分类号: TQ340.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本课题主要利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)、动态热机械分析(DMA)等热分析手段和X射线衍射仪对PET、P(HBA／HNA)及其ACPET纤维的热性能等进行了较为详细的研究，并且对它们在不同热处理条件下结晶行为的变化进行了探讨。本课题的研究，将对纤维的应用和产品的进一步开发具有一定指导意义。共混纤维ACPET的DSC降温曲线上的结晶峰为双峰，与ACPET中的PET结晶相关，而且结晶温度均大大低于纯PET。可能是因为共混纤维中存在着与PET结晶有关的两种不同尺寸的结构单元所致。用Jeziorny法求得PET和P(HBA／HNA)的Avrami指数n分别在2.8-4.17和2.12-3.43之间。对共混纤维ACPET的降温DSC曲线上的结晶双峰进行分峰，对分峰后的每个单峰用Jeziorny方法进行处理，求得Avrami指数绝大多数介于1.2～3.0之间，比纯PET小，这可能是因为共混物中PET的结晶受限所致。共混纤维ACPET中与PET有关的熔融峰为双峰，低温一侧的峰较敏锐，高温一侧的峰较宽较矮，且熔点低于纯的PET。因为P(HBA／HNA)对PET的制约，使PET晶粒的生长空间变得很狭小，所以共混纤维中的PET与纯PET相比晶粒尺寸要小得多，这恐怕是造成低温侧的峰值温度(熔点)降低最主要的原因。而高温侧的峰极有可能是尺寸较大的PET晶粒熔融在DSC曲线上的体现。在PET熔点以下对纤维热处理，PET的晶体结构完善程度和尺寸稳定性提高；随着热处理温度的增加，P(HBA／HNA)的结晶度和尺寸稳定性总体上是增大的。而ACPET纤维的尺寸稳定性和结晶则主要受PET组分的影响。WAXD研究发现，在2θ约为20°时，P(HBA／HNA)和ACPET均存在明显的衍射主峰，而且ACPET的衍射峰强度比P(HBA／HNA)的大。热重分析研究表明PET、ACPET和P(HBA／HNA)的热稳定性依次增加。动态热机械分析表明，P(HBA／HNA)的刚性最强，尺寸稳定性最好，而PET的刚性最弱，尺寸稳定性最差。共混纤维ACPET的热机械性能介于P(HBA／HNA)和PET之间。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章前言  10-19
  1.1 聚芳酯和聚酯简介  10-17
    1.1.1 聚芳酯的发展概况  10-12
    1.1.2 Vectran纤维  12-17
      1.1.2.1 Vectran聚合物的制备  12-13
      1.1.2.2 熔融纺丝  13-14
      1.1.2.3 Vectran纤维的性能  14-15
      1.1.2.4 Vectran纤维的应用  15-17
  1.2 聚酯的发展概况  17-18
  1.3 关于本课题  18-19
第二章理论部分  19-32
  2.1 DSC测试原理  19
  2.2 结晶动力学的理论研究  19-21
    2.2.1 Avrami方程  20-21
  2.3 高聚物非等温结晶动力学  21-24
    2.3.1 经典Ozawa法  22
    2.3.2 微分方程法  22-23
    2.3.3 Jeziorny法  23
    2.3.4 莫志深的方法  23-24
  2.4 热分解动力学  24-27
    2.4.1 Arrhenius方程  24
    2.4.2 热分解反应的动力学方程  24-27
  2.5 动态热机械分析  27-32
    2.5.1 动态热机械分析在高分子材料中的应用  27-30
    2.5.2 动态力学参数的物理意义  30
    2.5.3 测试原理  30-32
第三章实验部分  32-35
  3.1 实验原料  32
  3.2 实验仪器与设备  32
  3.3 DSC测试  32-33
  3.4 WAXD实验  33
  3.5 热重分析  33
  3.6 动态热机械测试  33-35
第四章结果与讨论  35-67
  4.1 DSC分析  35-54
    4.1.1 非等温结晶研究  35-39
    4.1.2 非等温结晶动力学数据处理  39-50
    4.1.3 热处理对纤维DSC曲线的影响  50-54
  4.2 纤维的WAXD试验分析  54-56
  4.3 热重分析  56-64
    4.3.1 纤维的热稳定性分析  56-58
    4.3.2 热分解动力学  58-64
      4.3.2.1 Friedman方法和ASTM E698方法  59-62
      4.3.2.2 Kissinger方法  62-64
  4.4 纤维的动态热机械分析  64-67
第五章结论  67-69
参考文献  69-74
发表论文情况  74-75
致谢  75

聚芳酯/聚酯共混纤维的热性能研究

内容摘要

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