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将香精与乙烯-醋酸乙烯(EVA)充分混合后,静置12小时以上让EVA吸收包覆部分香精,而后将混合物与聚丙烯树脂共混、熔融、造粒,制备出芳香树脂切片。以PTT为皮层、香精/EVA/PP混合物切片为芯层,采用熔融纺丝工艺制得了PTT/PP皮芯复合芳香纤维。并进行了工业化生产放大实验,顺利制得了偏芯型复合芳香纤维。文中通过研究原材料的组成,选定了皮芯层的原料;系统研究了芯层共混物体系的相容性、流变特性及热性能,结合皮层PTT的流变性能,确定了最佳的原料配比及熔融纺丝工艺参数。采用熔体流动速率仪、Stress Tech型旋转流变仪分别测定了皮芯层原料的熔融指数、流变性能;采用扫描电子显微镜(SEM)、纤维强力仪、STA409PC型热重分析仪、差示扫描量热仪(DSC)等检测仪器对纤维的各种性能进行了测试分析。采用微量挥发性有机物分析技术,测定了纤维中香味挥发的半衰期。研究结果表明:
1.芯层材料中EVA和PP热力学不相容,而香精的加入明显改善了体系的相容性,使香精/EVA/PP混合物具有较好的可纺性;香精及EVA的加入增强了纤维皮层(PTT)和芯层(PP)的相互作用,改善了两相高聚物的相容性。
2.芯层材料中EVA含量增加,共混体系粘度增大;随着香精添加量的提高,体系的粘度则降低。剪切速率的提高,共混体系的粘度下降,表现出切力变稀的行为。根据复合熔融纺丝的理论,结合皮层PTT的流变特性,确定了芯层材料的最佳配比:香精6~8wt%,EVA8wt%。
3.结合纤维皮芯层原料的流变性能及其热性能,确定了复合芳香纤维的最佳纺丝工艺:皮层螺杆温度275℃左右、芯层螺杆温度为225℃,纺丝速度可以达到2200m/min,DTY加工的速度为400~600m/min,D/Y比为1.5~1.6。纺制出的DTY的纤度为172 dtex/48f,断裂强度为2.19 CN/dtex,断裂伸长率为37.5%。
4.复合芳香纤维截面皮芯复合结构明显,芯层中的香精在纺丝中得到较好的保护,能够长效释香,经过对复合芳香纤维释香速率测定,推算出纤维香气缓释的半衰期为970天。