论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维(简称PTT纤维)是一种新型的聚酯纤维,与其它常用合成纤维比较,PTT 纤维具有:适中的玻璃化温度和初杨氏模量,特别优异的柔软性和弹性回复性,优良的抗折皱性和尺寸稳定性,优良的染色性能,良好的化学稳定性能,低吸水性等优点。PTT 具备目前市场上提供的化学纤维的综合优良性能,为科技界和企业界所注目,尤其是PTT 纤维的高回弹性能是其它聚酯纤维(如PET 纤维)无法比拟的。但是目前关于PTT 纤维在染整过程中其结构和基本性能的变化规律,以及PTT 纤维的分散染料染色机理的理论研究均十分薄弱,生产实践缺乏理论的有效指导,因此PTT纤维织物染整加工后产品质量往往无法得到保证。
本文从热处理、化学处理对PTT 纤维结构和性能的影响规律以及分散染料对PTT 纤维染色特性三方面展开了研究,在测试处理前后纤维基本物理性能的同时,采用SEM、ATR、XRD、DSC等分析测试手段,进一步研究了处理前后PTT 纤维的形态结构和微观结构特性,并探讨了各种染整加工工艺因素对PTT 纤维结构和性能的影响。
通过SEM、ATR、XRD、DSC分析及拉伸曲线和弹性回复率等物理性能的测定,研究了热处理温度和拉伸张力对PTT 纤维结构和机械性能的影响。结果表明:在120-140℃相对较低温度下进行拉伸处理,PTT 纤维结构容易受到损伤,并导致其抗变形能力和回弹性下降;而在160℃左右进行适当的拉伸热处理,则有利于形成更完善的内部结构,提高其抗变形能力、强力及回弹性能;在160℃左右对PTT 纤维织物进行热定形加工,能最大限度地维持并优化PTT 纤维的高回弹性能。
通过SEM、ATR、XRD、DSC分析及拉伸曲线和弹性回复率等物理性能的测定,研究了碱处理对PTT、PET等纤维结构特征和机械性能的影响。结果表明:高温碱处理可使PTT 纤维表面溶蚀出明显的微坑穴,对其力学性能的损伤比室温明显增大;在室温下,PET纤维的耐碱性优于PTT 纤维:高温下,PTT 纤维的耐碱性优于PET 纤维;在合适的温度和浓度下,PTT 纤维可以安全地经受碱液的作用,能维持良好的机械性能和回弹性。
通过ATR分析及失重率、拉伸曲线和弹性回复率等性能的测定,研究了酸、氧化剂处理对PTT、PET 等纤维结构特征和机械性能的影响。结果表明:与PET 及PET/PA复合纤维相比,PTT 纤维具有更优良的耐酸及氧化剂性;但高浓度的酸和氧化剂处理对PTT 纤维的拉伸性能和弹性回复率有一定的不良影响,因此在染整生产实践中也需要注意严格控制酸、氧化剂处理时的工艺条件。
通过测定各类分散染料对PTT、PET 纤维在不同染色温度时的上染率、不同染色时间的上染率,绘制了上染速率曲线及吸附等温线,确定了PTT、PET纤维的临界染色温度范围和最佳染色温度等工艺因素。结果表明: PTT纤维的始染温度比PET纤维要低20℃左右,分散染料在PTT纤维上达到平衡上染百分率的温度比在PET纤维上低20-30℃左右,达到最大平衡上染百分率的时间也更短;分散染料染PTT纤维时,低温型染料达到最大平衡上染百分率的温度为90-100℃,中温、高温型染料为100-110℃;部分染料在130℃下染色PTT纤维的上染率和表观得色深度低于100-110℃时,保温时间过长也会引起上染率及纤维表观得色深度略有下降;不同类型的分散染料染PTT纤维存在Langmuir和Nemst二元吸附;不同类型分散染料的Langmiur吸附特征有一定差异:同样条件下,分散染料上染PTT纤维的扩散系数大于同样条件下上染PET纤维的扩散系数,分散染料上染PTT纤维的半染时间比PET纤维要短得多,因此分散染料更易上染PTT纤维。