PPS/PET交织耐高温阻燃粘扣带及其力学性能研究

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本文研究了用于高温环境的聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带,包括其织物结构参数、织造工艺、上胶工艺、切钩工艺、阻燃工艺、力学性能和耐热性能;建立了粘扣带强度的力学模型,包括剥离强度和剪切强度力学模型,可用于计算和预测此类粘扣带的剥离强度和剪切强度。设计了6种不同织物参数的聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带,进行力学性能测试与评价,得到性能最优的织物参数为:粘扣带纬向钩排列密度为钩数:地经根数=1:4,粘扣带经向钩排列密度为钩数:地纬根数=1:3。通过研究聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带的织造工艺,得到最优工艺为:加热片与钩面粘扣带的距离调低至2.5cm、功率调高至250W,机速调低至620 r/min,以使起圈片能更好地控制钩经成圈,同时可提高加热片对钩面粘扣带的照射时间,能较好地消除钩经的内应力。通过研究聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带的切钩工艺,预烘温度110℃,预烘10s,六种组织结构的粘扣带所使用的刀具型号分别为R、AR、E、R、AR、E,在此条件下切钩,粘扣带钩形规整,力学性能良好。通过对聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带进行阻燃整理,得到浸渍阻燃整理最优方案为:阻燃剂用量80g/L,助剂用量16g/L,浸渍温度50℃,浸渍时间2h;涂层阻燃整理最优方案为:阻燃剂用量4%,焙烘温度100℃,焙烘时间2min。通过测试阻燃整理后的聚苯硫醚/涤纶交织钩面粘扣带的力学性能,其剪切强度与剥离强度均达到国标强度标准,余焰时间、滴焰时间和燃烧长度三项阻燃指标均达标,而且阻燃剂与助剂用量最小,浸渍温度与时间最低,能耗最少。采用spss统计软件进行多因素方差分析,在显著性水平α=0.05的条件下,检验指标的显著性,结果显示:浸渍阻燃整理时,阻燃剂用量和助剂用量对余焰时间和滴焰时间影响显著;阻燃剂用量对燃烧长度影响显著,而助剂用量对其影响不显著;浸渍温度和浸渍时间对阻燃性能影响均不显著;涂层阻燃整理时,阻燃剂用量对阻燃性能影响显著,焙烘温度和焙烘时间对阻燃性能影响均不显著。通过测试阻燃整理后的聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带与现有其它粘扣带的耐热性能,结果表明:钩经直径为0.18mmpps的聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带剪切强度和剥离强度高于钩经直径为0.20mmpa66的锦纶粘扣带,接近于钩经直径为0.22mmpet的涤纶粘扣带。说明在较高温度环境下使用,聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带的单钩剪切力和单钩剥离力优于其它粘扣带,即聚苯硫醚材料耐热效能最好。通过建立聚苯硫醚/涤纶交织粘扣带的单钩强力的力学模型,根据钩挂率与钩密度参数所建立的粘扣带剥离与剪切强度的力学模型,再结合实际测量数据进行系数修正,最终得到剥离强度和剪切强度的理论计算式,可用于粘扣带强度的计算和预测,剥离强度偏差百分率小于0.6%,剪切强度偏差百分率小于2.5%。
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