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涤纶因其具有较好强度、高模量、优良的耐热性及尺寸稳定性等综合性能,在我国有着非常广泛的应用和产业基础,是当前世界上也是我国产量最大应用最为广泛的合成纤维。但其阻燃性能差影响了它的使用范围,随着社会对材料阻燃性能的要求的提高,因此对其进行阻燃改性一直是一个热点。同时由于涤纶熔融温度低于其分解温度,因此会在燃烧过程中产生的熔滴现象严重。熔滴虽然能从聚合物基材中带走一部分热量有利于涤纶的阻燃,但是熔滴却带来了更严重的灾害:一方面,熔滴可能导致火焰蔓延到其他地方,引起更大火灾;另一方面,容易引起烫伤、烧伤等在内的二次伤害。因此在解决涤纶阻燃问题的同时人们也在寻求解决涤纶熔滴问题的方法。本文研究内容和结论1、采用共聚改性的方法,以对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为基本单体,选用磷系阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)为共聚阻燃剂,制得从低到高含磷量阻燃聚对苯二甲酸丙二醇共聚酯(FR-PET)。对阻燃剂的添加方式进行研究讨论,分析阻燃剂尤其是较高质量分数时对合成工艺的影响,确定了制备阻燃PET共聚酯的最佳合成工艺。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线能量色散谱测试(EDS)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、垂直燃烧仪、氧指数仪(LOI)、扫描电镜(SEM)和乌斯特粘度计、熔融指数仪和毛细管流变仪等对共聚酯的结构、元素组成、热性能、热稳定性、阻燃性能及流变性能等性能进行研究。研究确定阻燃剂CEPPA宜预酯化后加入反应体系,以提高其热稳定性,满足共聚酯合成工艺要求。随着阻燃剂添加质量分数的增加:需要适当增加催化剂的添加量以促进反应进行;共聚酯的玻璃化转变温度(Tg)和熔融温度(Tm)降低,冷结晶温度(Tc)升高;聚酯的初始分解温度先是增大然后减小的,并且质量分数为15%、20%时的初始分解温度低于纯PET初始分解温度,最大分解速率温度及600℃质量保持率明显增大,但是在CEPPA高质量分数20%时却稍有所下降;阻燃PET共聚酯的阻燃性能得到改善;阻燃PET共聚酯熔体为假塑性流体,随着阻燃单体含量的增加,非牛顿指数逐渐增大,纺丝温度应向低温调整。2、将高含磷量阻燃PET共聚酯作为“阻燃母粒”与常规PET聚酯按照一定含磷量混合后熔融纺丝,与此含磷量下的PET聚酯直接纺丝制得的纤维采用扫描电镜(SEM)、热重测试仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)等方法对其纤维形态、热性能以及燃烧时熔滴情况进行对比研究。为高含磷量阻燃PET共聚酯用作“阻燃母粒”的可行性提供一定的理论基础。3、通过共聚阻燃涤纶短纤与芳纶1313进行混纺,制备混纺纱线。通过热性能测试(热重(TGA)测试、沸水收缩率测试、耐干热性能测试)、扫描电镜(SEM)、极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧实验、场发射扫描电镜(FE-SEM)等方法研究混纺纱线的热性能,高温处理后混纺纱线形态,以及混纺纱线燃烧性能及熔滴滴落状况、熔滴/纱线燃烧后残余形态特别是后者进行研究。研究表明:混纺纱线随着芳纶1313的质量分数的增大,热稳定性能不断被改善,阻燃性能更为优秀;芳纶1313同阻燃共聚涤纶混纺能够有效解决涤纶燃烧时熔滴滴落严重的问题。当芳纶1313的比例达到30~40之间时,熔滴现象基本得到解决。