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在纤维改性研究中纤维的功能梯度化已经成为一个重要方向,目前对功能梯度纤维的研究主要集中在卷绕丝中分散相的形貌的观测,对纺程上梯度形貌演变的研究鲜有报道,而熔融纺丝经历了喷丝孔道中的剪切流场和出喷丝孔后的非等温单轴拉伸过程,所以研究熔纺中不相容多相聚合物中分散相形貌沿纺程演变对于共混纤维的梯度结构的可控制备具有重要意义,另一方面,分散相的形态沿纺程形变机理的研究也是对聚合物加工流变学基本理论的补充和拓展。故本文以PP/PS共混纤维作为研究对象,研究共混熔纺中梯度结构沿纺程的演变及其梯度结构的形成机理。本文在以下几个方面展开工作并形成结论:(1)对原材料聚合物的拉伸流变性能进行了表征,确定了其表观拉伸粘度与拉伸应变速率和温度的关系。研究表明,PP和PS均表现出表观拉伸粘度随着拉伸速率的增大而降低,出现拉伸变稀的现象。在相同拉伸应变速率下,PS的粘流活化能明显大于PP的粘流活化能,说明PS熔体粘度对温度的敏感性更高。PP和PS的拉伸粘流活化能和指前因子与拉伸速率的双对数值之间呈现良好的线性关系。在相同的拉伸速率下,温度越高,表观拉伸粘度比越高。提高拉伸速率,表观拉伸粘度比对温度的敏感性增强。(2)采用纺程取样的方法,获得了不同纺丝速度下,不同纺程位置的共混纤维,通过扫描电子显微镜对共混纤维形貌进行了表征,系统研究分散相梯度结构在纺程上的发展演变。研究表明,共混熔纺纤维中梯度相结构由喷丝孔道中的剪切流场和纺程上的单轴拉伸流场共同作用形成,但分散相形变的梯度分布主要在单轴拉伸流场中形成。在纺程上单轴拉伸流场中,分散相数目沿纤维径向呈现内密外疏的梯度分布,并且这一差异沿着纺程不断增大;分散相在纺程0~60cm区域内发生形变,低纺速下(125~500m/min)分散相直径逐渐减小,当纺丝速度达到1000m/min时,分散相直径在0~20cm区域减小,在20~60cm区域增加,表明分散相液滴在此区域发生了明显的聚并,且在纤维表层各个纺速下分散相都呈现不同程度的聚并现象;在共混纤维中呈现中心层分散相液滴形变程度大表层形变程度小的梯度差异,但高纺速下发生的聚并会弱化这一形变程度的径向差异。(3)基于熔纺动力学和热力学,计算丝条温度、运动速度和拉伸应变速率沿纺程的分布,结合液滴形变理论和共混高聚的流变性质来研究共混纤维分散相形变机理。结果表明,分散相形变程度沿径向的差异实际上是熔纺纺程上熔体细流中的径向温度差造成的;利用Delaby单轴拉伸流场中液滴形变模型能较为准确地预测分散相液滴的形变程度沿纺程的演变。(4)利用分散相液滴作为温度指示剂,计算得到了纺程上纤维径向的温度分布。结果表明,不同卷绕速度下,纺程上各点的丝条径向温度都呈现出内高外低的现象;距离喷丝板越远,丝条的径向温度差减小;卷绕速度增大,丝条径向温度差减小。各纺速下,丝条径向温度梯度沿纺程呈现不断增大的趋势,并且随着卷绕速度的提高,丝条温度梯度增大。