论文部分内容阅读
PET基纳米复合材料是近几年来研究的一个热点问题，通过将少量的纳米粒子均匀分散到PET基体中，可以明显改善PET的结晶性能、力学性能等。将这种复合树脂熔融纺丝制成工业丝后，其力学性能、热收缩性能也有部分的提高，但是到目前为止对于这种复合工业丝的结构和性能的关系却没有明确的认识。纳米粒子加入后对PET工业丝的微观结构产生了怎样的影响、它是如何改善工业丝性能的，复合工业丝的工艺-结构-性能三者间的关系有没有根本性的变化，这些都是急需解决的基础问题。
因此针对以上问题，本论文研究了PET/SiO2纳米复合工业丝的结构和性能的关系，主要内容包括以下几个方面：
1.从不同的结晶起始状态出发研究了PET/SiO2纳米复合树脂的等温冷结晶和等温热结晶性能，以便更好地指导纺丝实验。
2.纳米粒子的加入对复合工业丝可纺性的影响；工艺条件对PET/SiO2纳米复合工业丝的结构和性能的影响。
3.纳米粒子的加入对PET工业丝牵伸性能的影响，包括强度、起始模量、以及动态的模量一应变性能。
4.纳米粒子的加入对PET工业丝热收缩机理的影响。测试条件(有无外加张力)对复合工业丝的热收缩性能及机理的改变；样品结构的完善程度对热收缩机理的影响。
得出如下主要结论：
1.等温热结晶时，纳米粒子加速了PET的结晶速率；但在等温冷结晶时，复合树脂的结晶诱导期延长，纳米粒子降低了PET的结晶速率。即在不同的结晶起始状态下，纳米粒子分别起到了成核剂和反成核剂的作用。
2.PET/SiO2纳米复合工业丝具有很好地可纺性，并且其工艺-结构-性能三者的根本性改变。
3.纳米粒子的加入不仅提高了PET工业丝的力学性能，如强度、起始模量等，而且提高了模量-应变曲线上的模量峰值，即提高了工业丝抵抗形变的能力，这来源于复合工业丝受力单元的改变。
4.纳米粒子的加入并没有改变涤纶工业丝的热收缩机理，但是不同的测试条件会导致热收缩机理的改变。张紧状态下，取向分子的解取向导致了工业丝的热收缩；而在松弛状态下，分子链段的不断有序折叠是工业丝热收缩的根本原因。样品的结构完善程度不会造成热收缩机理的改变，只是引起热收缩程度的变化。