涤纶工业丝不但具有普通涤纶良好的化学稳定性,还具有高强度,高模量,低延伸,耐冲击,耐疲劳,耐热性好等优良的物理机械性能。涤纶工业丝主要作为橡胶骨架材料,研究表明,涤纶工业丝模量随应变的增加发生非常明显的变化。在模量的最低区2%～5%应变范围内,正是轮胎帘线使用时经常持续的应变范围并且帘线在轮胎制造和使用过程中也经受了高温以及形变。因此,研究此应变区域提供抵抗形变能力的结构内容,及如何提高此应变区域的模量,研究如何抑制模量随温度升高而下降,并降低热收缩率是获得优异力学性能轮胎帘线的关键问题。 本论文首先对帘线用PET工业丝力学性能表征形式和指标进行研究。对表征帘线用纤维力学性能的指标:应力—应变曲线、初始模量、特定伸长负荷或特定负荷的伸长、模量—应变曲线等进行评价。重点研究PET工业丝模量—应变曲线的表征方法,并制定相应的指标,能够较全面的反应帘线用PET纤维的力学性能。 测定常温及轮胎使用温度下不同种类涤纶工业丝的模量—应变曲线以及其它力学性能。分析不同涤纶工业丝力学性能尤其是使用应变2%～5%区域的模量变化以及模量随测试温度的变化。 运用WAXS,DSC,DMA等现代测试方法测定不同种类涤纶工业丝的结晶度、晶胞参数、非晶取向系数、缚结分子百分数、取向度等结构参数。结合结构参数对涤纶工业丝的力学性能、热性能、动态力学性能进行分析,确定获得尺寸稳定形涤纶工业丝以及提高使用应变区(2%～5%)模量所要具备的结构内容。 重点研究HMLS涤纶工业丝的力学性能并解释模量—应变曲线变化的原因。测试获得锦纶工业丝、芳纶、高强聚乙烯长丝、碳纤维、高强粘胶长丝的模量—应变曲线,结合其各自的微细结构特征对曲线进行分析,为进一步在超分子结构基础上研究涤纶工业丝的模量—应变曲线奠定基础。纤维微细结构分析在这些条件下纤维模量变化的原因。通过红外光谱测试并结合HMLS涤纶工业丝结构参数分析拉伸过程中使用应变区域模量下降的原因。 在结构研究的基础上,采用高粘度聚酯切片在国产纺丝机和牵伸机上进行熔融纺丝(通过对机器进行适当的改进),通过调整纺丝速度、牵伸倍数、冷却过程等来控制聚酯长丝的结构、性能,获得性能稳定良好的轮胎用聚酯长丝。