聚酯工业丝因具有高强度、高模量、低收缩、尺寸稳定、耐热、耐冲击、耐疲劳等优良的性能,在轮胎帘子线、安全气囊、广告灯箱布等众多领域有着广泛的应用,因应用领域的不同对其性能有不同的要求。为了研究聚酯工业丝结构和性能之间的关系,我们利用同步辐射的WAXD和SAXS技术、声速取向、红外光谱、静态/动态力学性能等测试,研究了不同工艺生产的聚酯工业丝的结构与性能,以及在应力、温度、模拟海水溶液瞬时/长期作用下,聚酯工业丝的结构与性能的变化,讨论其使用性质与寿命。首先,研究不同生产工艺对聚酯工业丝结构的影响。研究发现,高强型纤维因其结晶度大(37%)、晶粒尺寸大、结晶完善程度好,因而断裂强度最大(7.5 cN/dtex);但是抗蠕变性最差,在大于断裂强度的50%的应力(3.7 cN/dtex)下长时间进行蠕变试验会发生断裂。高模低缩型纤维的纺丝速度高、冷却条件缓和、初生纤维取向度大,有利于纤维在纺丝成形过程中结晶;另外,其牵伸温度高、牵伸倍数大,使得最终的结晶度大(37%);采用松弛热定型,且定型温度高、定型时间长,使得非晶区取向度低(84%),纤维的热收缩率低(3.7%),高温下的尺寸稳定性好;发生蠕变断裂时的应力则大于80%断裂强度,可在4.9 cN/dtex的拉力下长期使用。高强低伸型牵伸比大,使大分子取向度增加,采用紧张热定型,使得纤维的非晶区取向度高(91%),且晶粒尺寸较小,结晶区限制了无定形区链段的运动,纤维的断裂伸长率小(14%);抗蠕变性能好,可在6.1 cN/dtex的拉力(90%断裂强度)下长期使用,尺寸稳定性最好。随后,模拟聚酯工业丝后加工条件,研究聚酯工业丝在定长状态热处理后的结构和性能变化。研究发现,高强型聚酯工业丝在定长条件下热处理,尤其是在玻璃化转变温度以上热处理后,高强型聚酯工业丝的强度、模量、Lase-5和玻璃化转变温度提高,低应变区的模量增大,断裂伸长率和热收缩率降低,样品同时具有出色的力学性能和尺寸稳定性。然后,模拟应力和温度作用下的使用条件,研究聚酯工业丝的结构以及性能的变化,特别是对疲劳性能的影响。研究发现,聚酯工业丝在高温下使用时,力学性能和尺寸稳定性均下降。尤其是高强低伸型,在使用温度超过130 ℃后力学性能损失最严重。温度在玻璃化转变温度以上,蠕变值显著增大,而高强低伸型的蠕变值明显大于其余两种聚酯工业丝的蠕变值,高温下尺寸稳定性差。最后,研究聚酯工业丝经模拟海水浸泡后的结构和性能变化。研究发现,随着模拟浸泡时间的延长,高强型聚酯工业丝的力学性能、尺寸稳定性略有提高,适于在海水等盐溶液中长期使用。