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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维作为化学纤维中的重要品种,其产量已占化纤总量的80%以上。但PET纤维在具有众多优良性能的同时,也存在吸湿性、染色性较差的不足,因此针对PET纤维的改性研究也越来越多。PET纤维改性的主要方法包括化学改性和物理改性,其中化学改性的方法主要是共聚改性。纤维改性的主要难点是,通过改性在增加某些特性的同时,不能对其加工性和物理性能产生大的影响。因此,针对PET纤维的加工特点和指标要求,优选合适的共聚单体和添加剂,研究合成、加工工艺和改性产品的性能特点,是能否顺利实现改性目标的关键所在。本文采用共聚和原位聚合的方法,通过共聚单体的优选、纳米SiO2分散工艺处理和产品性能表征等方面的系统研究,为PET-coPEA/SiO2的产业化提供一定的理论参考。课题以对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)为主要原料,己二酸(AA)、聚乙二醇(PEG)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)为共聚单体中的一种,三氧化二锑(Sb2O3)为催化剂,采用直接酯化-熔融缩聚法合成一系列PET共聚酯。通过研究共聚单体种类及含量对共聚酯PET热性能的影响,确定了合适的共聚单体及含量,即PTA为750.6 g、PEA为72.50 g、EG为360ml、Sb2O3为0.3 g。此外探讨了纳米SiO2分散工艺,重点讨论了超声时间、分散液体积、分散剂浓度对纳米SiO2的EG分散液分散情况的影响。确定SiO2分散工艺为:超声分散时间5.5 h、分散液EG体积360 ml、分散剂KH560占分散液的体积百分比为2%。分散性能测试表明:使用经过KH560表面改性的SiO2,在EG分散液中分散均匀,并未发现明显的凝聚粒子和微观相分离。将经过表面改性的SiO2的EG分散液与PTA和PEA混合成浆料,采用直接酯化-熔融缩聚法合成了PET-co-PEA/SiO2。SEM和TEM测试结果显示SiO2在了PET-co-PEA/SiO2切片中总体分散均匀,个别团聚体尺寸变大;FTIR测试结果表明,PET-co-PEA/SiO2具有典型的PET特征吸收峰,SiO2的添加未对PET结构产生改变;热稳定性测试结果表明:PET/SiO2热稳定性相比PET有所提高,而无规共聚PET-co-PEA热稳定性相比PET有所下降,PET-co-PEA/SiO2与PET热稳定性相近。接触角测试结果表明,通过添加无机纳米SiO2颗粒和共聚大分子长链PEA均能改善切片亲水性,PET-co-PEA/SiO2接触角与纯PET相比,接触角从108.5 o下降到69.56 o,降低幅度达36%。采用差示扫描量热(DSC)测试了PET-co-PEA/SiO2结晶性能。结果表明:PET-co-PEA/纳米SiO2共聚酯在升温非等温结晶过程中,随着升温速率增大,Tc往高温方向移动,并且结晶温度范围变宽;在降温非等温结晶过程中,随着降温速率增大,Tmc往低温方向移动,结晶温度范围亦变宽。此外在等温结晶温度165.4°C时,达到自身完整结晶度一半的结晶时间最短,即结晶速率最快;而在等温结晶温度143°C时,形成的结晶度最高。