论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为国内早已实现大规模生产的聚酯,不仅作为工程塑料被广泛应用,在纤维应用方面也具有优良的性能,受到国内外的重视。但在尺寸稳定性等方面还需改善。聚碳酸酯(PC)是发展最快的工程塑料之一,优异的性能使其应用迅速扩展。但PC作为纤维应用还鲜有出现。由于PBT和PC在结构上具有相同的基团,将两者进行共混研究,以开发出性能优良的共混纤维,有着十分现实的意义。本论文采用SEM、DSC、WAXD、POM、高级旋转流变系统、热重分析仪等方法对PBT/PC共混物相容性、结晶性能、流变性能和热稳定性等热学性能进行研究,得到纺丝工艺参数,并在此基础上对共混体系进行纺丝和牵伸,对其常规力学性能、回弹性能等进行测试和比较。对共混样条的力学性能也进行了一些基础测试。研究结果如下:通过SEM、DSC、WAXD研究发现,共混体系在无定形区部分相容,在晶区有共同结晶现象发生。由T_g值和体系冷结晶作用预计共混纤维拉伸时热盘温度在75℃左右,热板温度比热盘温度大约高60～70℃。由熔融性能研究可知,PBT/PC共混体系各样品的熔点相近,故纺丝工艺参数较好控制,预计各区温度在250-300℃之间。通过DSC、POM对共混体系结晶性能、晶体形貌以及结晶动力学研究发现,PC组分加入抑制体系的结晶能力,体系存在均相成核和异相成核两种结晶方式。通过动态流变研究发现,PBT/PC共混体系熔体在所测频率和温度范围内,有较好的流动性,粘性较弹性强。随着温度的提高,共混样品的复数粘度下降明显,特别是在290℃。相同温度和剪切频率下,PBT组分含量增加会降低体系粘度,改善PC加工流动性。对PBT/PC共混体系的热重分析发现,两组分之间热稳定性相互影响较小,单组分均是一阶失重,共混物均为二阶失重,整个共混体系在很宽的温度范围(0～360℃)内具有较强的热稳定性。PBT/PC共混体系在常规纺丝过程中表现出了良好的可纺性。PC组分为30%左右时可以改善共混纤维的拉伸性能。所有共混纤维的初始模量都比纯PBT纤维大,两者共混得到的纤维受外力时尺寸稳定性比纯PBT纤维有所上升。定伸长为15%时,少量PC的分散存在,共混纤维表现出优于纯PBT纤维的回弹性,但当PC含量达到50%时,共混纤维的回弹性有所下降,之后随PC含量增加,回弹性能反而又有所提高。对PBT/PC共混样条的力学分析发现,PC组分的加入增加了共混体系的刚性,同时明显提高了共混材料的热变形温度,但共混体系的抗冲击性能和拉伸性能还需要继续加以研究。