论文部分内容阅读
再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(RPET)纤维制品具有环保,强度好、耐拉伸、耐收缩、易染色等特点,而且化学性质稳定,因而被广泛应用于织物等领域。然而由于其易燃且燃烧中会产生熔滴,在多时间使用时易滋生细菌,使它的应用受到一定限制。因此,实现资源回收、低成本生产与高品质高附加值产品的统一,迫在眉睫。 共混改性具有操作简单、方便快捷的优点,采用该方法成功制备了阻燃抗菌再生聚酯纤维,纤维强度达到2.7cN/dtex,极限氧指数达到31.5%,抗菌率达到99.99%以上。本研究的主要目的是:研究三种阻燃剂PSPPP、ZrP、AgZrP的热稳定性,探讨复合体系的可纺性;研究不同阻燃剂和阻燃剂含量对改性纤维结晶性能、取向结构、力学性能、阻燃性能、抗菌性能的影响;通过碳层结构和降解产物研究了不同复合体系的阻燃机理。主要结果如下: (1)通过热重分析对比了 PSPPP、ZrP、AgZrP的热稳定性,三种改性剂均适合RPET的造粒、纺丝,在添加PSPPP母粒和AgZrP母粒纺丝过程中,未出现毛丝、柱头丝或者堵塞喷丝板的现象,纺丝过程较为顺利。添加PSPPP、ZrP、AgZrP能提高残炭率,增加改性纤维的热稳定性。 (2) DSC数据表明,有机无机阻燃剂的加入降低RPET熔融温度Tm和熔融结晶温度Tmc,但是在结晶度上,PSPPP加入提高了改性纤维的结晶度,ZrP、AgZrP降低了改性纤维的结晶度。无机纳米粒子的加入对改变改性纤维的取向度影响不大,但是刚性粒子成为力学缺陷点,降低改性纤维的力学强度。而 PSPPP的加入使得取向度先上升后下降,纤维强度先上升后下降。 (3)加入ZrP后,LOI值显著上升,说明ZrP与PSPPP具有较好的协同阻燃效果,这是由于ZrP中的Zr元素具有催化作用,同时片层结构富含质子酸,能促进RPET降解,生成偏磷酸和聚偏磷酸,形成致密炭层,减小可燃气体和可能与外界的传递。而 AgZrP具有更好的协效作用,是因为载银粒子具有更好的分散性、热稳定性, Ag元素的催化效果。加入AgZrP后,改性纤维具有99.99%以上的抗菌率,这是由于Ag离子溶出,破坏细菌细胞壁上酶的通透性,杀死细菌。 (4)从不同体系燃烧后碳层形貌的分析,加入ZrP后,形成的碳层更加致密、坚硬,加入 AgZrP后,形成的细密碳层强度更高,孔隙更小。从不同体系降解产物看出,加入有机阻燃剂后,产物的种类变多,加入无机片层粒子后,自由基的“寿命”延长,生成更多的稠环芳香化合物,增加了碳层的量,为阻隔型降解自由基凝聚相阻燃机理。