【摘 要】
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聚丙烯（PP）纤维是主要合成纤维之一,具有质轻、化学稳定性强、耐磨性和保暖性优良等特点,广泛应用于工农业、服装和生物医疗等领域。由于聚丙烯分子链排列规整度高,分子链缺少亲水性基团,导致吸湿性差,电阻率在1014量级以上,易积累静电,限制其产品应用范围。新型矿物材料“Quantum energy radiating material”（简称QE）是一种长石类硅酸盐材料,QE改性纤维在机械性能、抗紫外
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聚丙烯（PP）纤维是主要合成纤维之一,具有质轻、化学稳定性强、耐磨性和保暖性优良等特点,广泛应用于工农业、服装和生物医疗等领域。由于聚丙烯分子链排列规整度高,分子链缺少亲水性基团,导致吸湿性差,电阻率在1014量级以上,易积累静电,限制其产品应用范围。新型矿物材料“Quantum energy radiating material”（简称QE）是一种长石类硅酸盐材料,QE改性纤维在机械性能、抗紫外和吸湿性能及发热性能方面表现出良好的效果。选用QE改性剂用于聚丙烯纤维改性,着重研究复合纤维的力学性能、吸湿和抗静电性能。选用改性剂QE粉与PP经熔融共混制备QE/PP共混物。采用流变仪、TG等仪器着重分析QE/PP的流变性能、热稳定性,并通过XRD、DSC、Jeziorny法和Mo法分别对其晶型结构、非等温结晶行为及结晶动力学进行研究分析。采用熔融纺丝法制备QE/PP复合纤维,并对复合纤维的抗静电性、吸水性、热收缩性、取向度以及断裂伸长率进行研究分析。得出如下主要结论:1.以熔体共混法制备了不同QE含量的QE/PP共混切片,QE/PP共混物熔体具有“切力变稀”行为,属于假塑性流体。随着QE粉添加量的增多,QE/PP共混物熔体的流动阻力增大,其剪切黏度、剪切应力、黏流活化能增大;在260℃,剪切速率469.58 s-1,当QE粉质量分数增至8%时,与纯PP相比,非牛顿指数n值降低了19.62%,剪切黏度增大52.60%,剪切应力也随之增大了67.78%。QE粉加入使得共混熔体的结构黏度指数增大,结构化程度增大。改性剂添加量较低,可提高聚合物流体的可纺性。2.QE/PP共混切片的结晶性能和热稳定性能增强。QE的引入不会改变PP的化学结构,但提高PP基体的结晶速率,QE/PP的球晶尺寸较小且排列紧密,起到了促进PP异相成核的作用,但当添加量超过4%以后,PP分子链的运动受阻,结晶速率有所下降。通过Jeziorny方法和Mo法对QE/PP非等温结晶动力学分析,发现n变化规律与t1/2的变化规律不同步,QE/PP在结晶过程中成核方式及生长取向,有均相成核和异相成核,且晶体是以多维生长方式生长。热重分析表明QE的引入增强其热稳定性,QE/PP的T5%均高于PP,T50%和Tdm都有不同程度的增加。可能原因是QE粉具有一定的蓄热导热功能,避免QE/PP材料局部过热降解,提高共混材料基体降解温度,使其热稳定性能增加。3.以熔体纺丝技术制备QE/PP复合纤维,SEM图表明QE粉较均匀的负载在复合纤维表面;复合纤维的断裂强度有所下降,低含量的QE添加量仍能满足纺织后加工要求。引入的QE量增多,共混纤维的声速取向因子较小,取向度逐渐减低,热收缩率增大,回潮率有所提高,体积比电阻显著降低,PP纤维的润湿能力得到改善。QE含量为4%时,QE/PP纤维断裂强度为2.5 c N/dtex,回潮率为1.05%,QE/PP膜的接触角小于81°。
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