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熔融法纺制聚醚醚酮纤维的研究

作　者: 李明月
导　师: 张天骄
学　校: 北京服装学院
专　业: 材料学
关键词: 聚醚醚酮纤维高温熔融纺丝加工性能
分类号: TQ340.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

聚醚醚酮(PEEK)是一种新型的耐高温热塑性特种高分子材料。本文系统的研究了PEEK纤维的熔融纺丝和后加工工艺,并将所得纤维织成织物,对纤维和织物的性能进行了广泛研究。比较了两种Victrex公司PEEK切片的可纺性,发现熔体粘度较低的PEEK-2切片可纺性更优,其适宜纺丝温度为360～390℃,纺丝速度700 m/min以上。通过对纺丝工艺的研究,发现增加徐冷环和降低喷丝头拉伸比可使PEEK初生丝的取向度减小,最大牵伸倍数增大,所得纤维的物理机械性能更优。在牵伸速度为300 m/min,牵伸温度为270℃时,PEEK纤维可进行3.2～3.5倍的牵伸。所得PEEK纤维的断裂强度为6.6 cN/dtex,断裂伸长率为12.6 %,回潮率为2.19 %;织物经向断裂强力为785.0 N,断裂伸长率为34.6%,平均耐磨次数为6785次。经过270℃下1200小时的老化,PEEK纤维颜色变黄发硬,但断裂强力仍保持79.7 %,织物的断裂强力保持88.8 %。垂直燃烧试验、烟密度试验和锥形量热仪试验对PEEK织物阻燃性能的研究结果表明,PEEK织物不易点燃,燃烧时火焰传播速度很慢,具有自熄性,最大烟密度Dm(无焰)为2.06,在热辐射强度为75 kW/m~2条件下,燃烧过程最大热释放速率为183 kW/m~2,CO最大浓度为9 ppm,释放的毒性气体非常少,燃烧产生的残余碳层非常致密。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
前言  8-9
第1章文献综述  9-23
  1.1 聚醚醚酮概况  9-14
    1.1.1 聚醚醚酮简介  9
    1.1.2 聚醚醚酮的制备  9-10
    1.1.3 聚醚醚酮的性能  10-12
    1.1.4 聚醚醚酮的加工  12-13
    1.1.5 聚醚醚酮的应用  13-14
  1.2 聚醚醚酮纤维概况  14-16
    1.2.1 聚醚醚酮纤维简介  14-15
    1.2.2 聚醚醚酮纤维的性能  15
    1.2.3 聚醚醚酮纤维的应用  15-16
  1.3 织物阻燃性能的主要表征方法  16-20
    1.3.1 燃烧试验法  17
    1.3.2 极限氧指数法  17
    1.3.3 烟密度法  17-18
    1.3.4 热分析法  18
    1.3.5 闪点、自燃点及点着温度测定  18
    1.3.6 锥形量热仪法  18-20
  1.4 论文研究工作背景及主要研究任务  20-23
    1.4.1 论文研究工作背景  20-22
    1.4.2 本论文主要研究内容  22-23
第2章实验部分  23-28
  2.1 原料  23
  2.2 熔融纺丝及后加工  23-24
    2.2.1 干燥  23
    2.2.2 熔融纺丝  23
    2.2.3 卷绕  23-24
    2.2.4 牵伸、热定型  24
    2.2.5 络丝  24
    2.2.6 加捻  24
  2.3 织造  24
  2.4 结构表征与性能测试  24-28
    2.4.1 热分析  24-25
    2.4.2 熔融指数测试  25
    2.4.3 线密度测试  25
    2.4.4 强度测试  25
    2.4.5 取向度测试  25-26
    2.4.6 X 射线衍射测试  26
    2.4.7 织物力学性能测试  26
    2.4.8 回潮率测试  26
    2.4.9 织物摩擦起电电压测试  26
    2.4.10 耐磨性测试  26
    2.4.11 干热收缩率测试  26-27
    2.4.12 热老化测试  27
    2.4.13 扫描电镜分析  27
    2.4.14 红外光谱测试  27
    2.4.15 垂直燃烧试验  27
    2.4.16 NBS 烟箱试验  27
    2.4.17 锥形量热仪试验  27-28
第3章结果与讨论  28-59
  3.1 原料性能分析  28-31
    3.1.1 热性能  28-30
    3.1.2 熔融指数测试  30-31
  3.2 纺丝工艺  31-36
    3.2.1 干燥的影响  31
    3.2.2 纺丝温度的影响  31-32
    3.2.3 徐冷环温度的影响  32-35
    3.2.4 喷丝头拉伸比的影响  35-36
  3.3 后加工工艺  36-41
    3.3.1 牵伸工艺  36-41
    3.3.2 加捻热定型  41
  3.4 织造  41-42
  3.5 PEEK 纤维及织物的性能研究  42-59
    3.5.1 PEEK 纤维及织物的力学性能  42-43
    3.5.2 PEEK 织物的耐磨性  43
    3.5.3 PEEK 织物的摩擦起电电压测试  43
    3.5.4 回潮率  43-44
    3.5.5 干热收缩率  44
    3.5.6 PEEK 纤维及织物的耐热性能  44-53
    3.5.7 PEEK 织物的阻燃性能  53-59
第4章结论  59-60
参考文献  60-66
附录  66-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69

熔融法纺制聚醚醚酮纤维的研究

内容摘要

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