異Tg丙烯腈共聚物復(fù)合纖維的制備及其結(jié)構(gòu)性能的研究.pdf

1、聚丙烯腈作為三大合成纖維之一，具有良好的蓬松性、保暖性、手感柔軟和耐候性，被廣泛的應(yīng)用于服裝、室內(nèi)裝飾、室外織物等領(lǐng)域。近年來，隨著合成纖維工業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于功能性、低能耗等纖維產(chǎn)品的需求日益提高，高親水性、抗靜電性、抗菌、導(dǎo)電、阻燃、酸性染料染色、低溫可染等功能性聚丙烯腈纖維的研發(fā)成為其發(fā)展的重要方向，并引起廣泛關(guān)注。
　　目前，以功能無機(jī)材料為填料制備抗菌、遠(yuǎn)紅外、抗靜電等差別化腈綸已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。但是，以功能有機(jī)物改性常規(guī)腈

2、綸仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段未能得到實(shí)際應(yīng)用。主要原因是：（1）小分子有機(jī)物在成型過程中溶出，使纖維功能不能充分體現(xiàn)；（2）大分子有機(jī)物在基體中產(chǎn)生相分離，相疇尺寸不能有效控制，影響可紡性。
　　針對(duì)以上問題，本論文提出通過“同質(zhì)”共混的辦法制備功能性聚丙烯腈纖維。以NaSCN為溶劑，將具有較低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg=59.6℃）的丙烯腈共聚物polymerB，與常規(guī)丙烯腈共聚物polymerA（Tg=91.1℃）按不同比例進(jìn)行共混，由

3、于兩種組份同為丙烯腈共聚物，其相容性好，可以獲得穩(wěn)定的紡絲原液。本論文對(duì)這種共混紡絲原液的流變行為、紡絲工藝以及所得異Tg丙烯腈復(fù)合纖維的低溫可染性能進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）利用旋轉(zhuǎn)流變儀對(duì)polymerA/B/NaSCN溶液體系流變性能進(jìn)行研究，指導(dǎo)后續(xù)紡絲。穩(wěn)態(tài)測(cè)試結(jié)果說明polymerA/B/NaSCN溶液體系屬于非牛頓流體，并且隨著polymerB含量的增加，體系粘度增加，當(dāng)polymerB含量達(dá)到

4、20％，共混體系相分離現(xiàn)象明顯，共混體系粘度可增加至4-5倍，臨界切變速率γcr向低頻方向的移動(dòng)明顯，因此在實(shí)現(xiàn)功能性改性PAN的同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)控制PolymerB的含量，以保證原液的可紡性；polymerB添加量為20%時(shí)，共混體系非牛頓指數(shù)下降明顯，偏離牛頓流體的程度較大；與常規(guī)PAN紡絲原液相比，共混體系的粘流活化能降低，故其對(duì)溫度的依賴性降低，紡絲原液的穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)。動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果說明隨著polymerB含量的增加，共混溶液出現(xiàn)

5、凝膠現(xiàn)象的概率增大，并且升高溫度可降低共混溶液的凝膠化程度，因此可將紡絲溫度設(shè)定為60℃。
　?。?）利用實(shí)驗(yàn)室濕法紡絲機(jī)對(duì)異Tg丙烯腈共聚物復(fù)合纖維的可紡性進(jìn)行研究，通過紡絲工藝的調(diào)控，得出最佳的紡絲工藝為：凝固?。∟aSCN的水溶液）溫度為10℃，噴頭拉伸比為0.9，一道水浴牽伸1.5倍，水浴溫度為60℃，二道沸水牽伸倍數(shù)最大拉伸倍數(shù)為6倍，纖維總牽伸倍數(shù)為9倍。
　?。?）對(duì)不同A/B共混比例的異Tg丙烯腈共聚物復(fù)合纖

6、維的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：共混兩組分polymerA和polymerB為物理共混，無新的化學(xué)鍵生成；polymerB含量較低時(shí)，polymerB在基體相polymerA中分布均勻，當(dāng)polymerB含量增加至20%時(shí)，共混體系出現(xiàn)相分離；共混纖維低溫時(shí)熱穩(wěn)定性較好，隨著polymerB含量的增加，耐高溫性略有下降。
　　（4）對(duì)異Tg丙烯腈共聚物復(fù)合纖維的低溫染色性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明：異Tg丙烯腈共聚物復(fù)合纖維具有優(yōu)異的