在纺织工业中,只有等规立构聚丙烯(iPP)可以被用来生产纺织纤维,这是因为iPP纤维具有较高的结晶度和取向度,规整性较好。因此,iPP纤维被广泛的用作缝纫线、绷带、织物袋和生物医用材料。但是,由于iPP纤维缺乏染色性能,限制了其在纺织服装领域的应用。羽绒是一种天然的蛋白质纤维材料,除了少量的用于服装和床上用品中作保暖填充材料以及在复合材料中作为增强材料之外,大部分只是简单加工处理用作饲料或采用发酵等方法进行降解,造成了大量的浪费。相对于羊毛纤维,羽绒纤维表现出更好的热稳定性能。因而,由羽绒纤维制备的超细粉体更适合作为iPP纤维的填充材料,制备iPP/超细羽绒粉体复合纤维,改善iPP纤维的染色性能、回潮率和亲水性能。本文首次探讨了超细羽绒粉体的热稳定性能,研究了粉体粒径对其热稳定性能的影响,获得了超细羽绒粉体进行熔融加工的温度范围。本文使用的超细羽绒粉体平均粒径为2.34μm,82%超细羽绒粉体的粒径低于4μm,65%超细羽绒粉体的粒径集中在1-2μm,超细羽绒粉体外观形貌为圆形、蝌蚪形或针状形。相比羽绒纤维,超细羽绒粉体具有较高的比表面积和回潮率。羽绒纤维及其粉体存在四个吸热特征峰：第一个吸热峰为回潮率；第二个吸热峰为结晶区的解体；第三个吸热峰为-S-S-、氢键和盐式键的分解；第四个峰为氨基酸肽链的降解。随着羽绒粉体粒径的减小,第一个吸热峰逐渐增加,这是由于回潮率增加的缘故；其余三个吸热峰逐渐减小,表明其热稳定性能下降。证明了在粉体制备过程中机械力破环了羽绒蛋白质的聚集态结构和大分子结构。分析了羽绒纤维制备成超细羽绒粉体后的染色性能与机理。在同一染色温度和染料浓度条件下,超细羽绒粉体拥有比羽绒纤维更大的上染率,然而其染色后的色深值(K/S)却小于羽绒纤维的K/S值。这是由于超细羽绒粉体对光的反射系数与散射系数均大于羽绒纤维所致。另外,实验结果表明超细羽绒粉体拥有有低温染色的能力和应用前景。超细羽绒粉体可以被多种酸性染料染色,并可以依靠三原色进行配色,开发出新型颜料体系。超细羽绒粉体表面的极性功能基团导致其与iPP基体存在界面问题。本文采用硬脂酸接枝改性超细羽绒粉体的表面,探讨硬脂酸改善iPP基体与超细羽绒粉体相容性的有效性与机理。ATR-FTIR表明超细羽绒粉体与硬脂酸发生了酯化反应,并在一定程度上改善了超细羽绒粉体在水中的分散性。超细羽绒粉体的填充,在一定程度上破坏了iPP基体的结晶度,并诱导了iPP基体β型晶体结构的形成,降低了复合材料中iPP基体的熔点(Tm),提高了iPP基体的结晶峰温度(Tp)。超细羽绒粉体经硬脂酸改性后,显示出与iPP基体较好的相容性和分散性,提升了复合材料的力学性能。复合材料的亲水性取决于粉体的含量,较高的粉体含量可以获得高亲水率,而硬脂酸改性超细羽绒粉体降低了复合材料的亲水率。结晶度和结晶过程是影响iPP/超细羽绒粉体复合纤维性能的重要因素。采用Avarami方程、Ozawa方程和Mo’方程分析纯iPP、iPP/超细羽绒粉体复合材料、iPP/硬脂酸改性超细羽绒粉体复合材料的非等温结晶动力学,研究了超细羽绒粉体以及硬脂酸改性对iPP基体结晶过程的影响。超细羽绒粉体在iPP基体中充当了成核剂的作用,但同时降低了iPP基体的结晶速率,阻碍了iPP基体的结晶进程。在iPP基体结晶进程中,超细羽绒粉体降低了iPP基体的首次结晶进程,加速了iPP基体的二次结晶进程。超细羽绒粉体经硬脂酸改性后加快了iPP基体的结晶速率,硬脂酸作为相容剂可以有效的调节、控制、优化iPP/超细羽绒粉体复合材料的结晶速率、结晶进程以及结晶度。经Dobreva和Gutzowa方程计算,iPP/超细羽绒粉体复合材料的成核能力随粉体含量的增加而增加。通过Kissinger方程和Takhor方程分别进行计算,随着粉体含量的增加iPP/超细羽绒粉体复合材料的结晶活化能增加,结晶能力越来越困难。超细羽绒粉体经硬脂酸改性后,其成核机理与晶体生长过程较为复杂,无法采用Dobreva和Gutzowa方程、Kissinger方程和Takhor方程进行详细和正确的计算与分析。采用不相容相分离原理,通过添加热塑性聚氨酯(TPU)制备iPP/TPU复合纤维、iPP/TPU/超细羽绒粉体复合纤维,然后将TPU通过二甲基甲酰胺(DMF)进行萃取,制备出iPP多孔纤维与iPP/超细羽绒粉体多孔复合纤维。通过调整TPU的含量控制多孔纤维的孔径大小和尺寸分布,使超细羽绒粉体暴露于外界环境,更好的发挥其天然蛋白粉体的作用。随着TPU含量的增加,iPP/TPU复合纤维、iPP/TPU/超细羽绒粉体复合纤维的可纺性降低。实验证明30%TPU含量在iPP基体中可以形成连续的分散相,有利于形成连续的孔隙结构,而且仍然具有可纺性能。高含量TPU经过萃取,能够制得尺寸较大且呈细长形分布的孔隙结构,同时导致单根纤维裂解为多根纤维。随着粉体含量的增加,iPP/超细羽绒粉体多孔复合纤维的回潮率逐渐增加,染色性能逐渐增强,但是iPP/超细羽绒粉体多孔复合纤维的水洗色牢度较低。建立了超细羽绒粉体表面涂覆iPP纤维的方法。研究了纺丝温度对涂覆iPP纤维表面超细羽绒粉体涂覆量与分布的影响。纺丝温度越高,涂覆iPP纤维表面超细羽绒粉体含量越高,分散性越好。超细羽绒粉体表面涂覆iPP纤维改善了iPP纤维的回潮率、亲水性能与染色性能,且可以采用多种染料、不同颜色进行上染。涂覆iPP纤维表面超细羽绒粉体的脱落导致了涂覆iPP纤维具有较差的水洗色牢度。将染色后的超细羽绒粉体填充到iPP纤维中,可以获得色深值较高的iPP复合纤维。超细羽绒粉体经三原色染色后,可以调配成色彩丰富的色系,然后填充到iPP纤维中,提供了一种可以获得丰富色系iPP复合纤维的方法。通过调整染色超细羽绒粉体的K/S值及其含量,可以获得色深值达到并超过羊毛纤维和羽绒纤维的iPP复合纤维。