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湿整治情态里新型纤维和另类纤维器械工效损耗比对研讨

来源:中国化纤网 发布时间:2012年10月23日

纤维强伸性能的测定采用GB/T14337―93标准测定纤维的强伸性能。测试仪器为XQ21纤维强伸度仪(东华大学生产),试样夹持长度10mm,拉伸速度10mm/min,预加张不同pH处理条件下纤维的机械性能处理浴的pH值对纤维机械性能的影响不同pH条件下,两种纤维的机械性能变化情况。

在选用的pH值范围内,PET纤维基本能够保持原有的断裂强度和断裂伸长率。在pH=11.8时,PET纤维的强度虽然有下降的趋势,但并不明显。对于PLA纤维,在pH3.85~7.2的范围内,虽然强度保持基本稳定在75%左右,但仍表明,即使在微酸性的条件下,湿处理仍然对PLA纤维造成了明显的损伤。在碱性条件下(pH>7),纤维的强度保持随着pH值的增加而急剧下降。可见碱性条件对PLA纤维非常敏感,如pH为11.8时处理60min后,强度保持已经下降到28.4%.

处理时间对纤维机械1能的影响选用pH=11.8的处理浴,来研究两种纤维随处理时间的改变其机械性能的变化,其结果。从可见,在处理温度为30℃的情况下,PET纤维随处理时间的延长,强度和伸长率基本没有变化。处理90min后,PET纤维的断裂强度和伸长保持分别为99.5%和95.7%.而PLA纤维,在处理15min时,断裂强度和伸长保持就已分别下降到68.4%和74.4%,随后随着时间的延长,断裂强度和伸长保持继续下降。到处理90min后,PLA纤维的强度和伸长保持分别只有44.4%和39.3%.在处理温度为50℃时,由的A、B、C、D曲线可见,随着处理时间的延长,PET纤维的机械性能损失仍然不明显,而PLA纤维的机械性能损失与相比已经明显增加。在处理15min时,PLA纤维的强度和伸长保持分别下降到47.1%和46.7%,已经基本接近于30℃处理90min的水平。处理90min后PLA的强度和伸长保持已经分别下降到18.0%和8.9%.

温度对PLA纤维强度的剧烈影响,可以从的E、F、G、H曲线进一步看出。在90℃条件下,处理15min,PLA的强度和伸长保持已分别下降到11.7%和6.5%.随着处理时间的进一步延长,45min时纤维基本被水解破坏,残留物干燥后已呈粉末状,如(a)的电镜照片所示,60min后全部水解。而PET纤维890℃、pH11.8下两种纤维的电镜照片在此条件下,即使处理90min后,如(b)所示,其形态仍保持,断裂强度和伸长的保持仍然有91.6%和96.5%,机械性能损失仍然较小。

讨论PLA和PET均属聚酯纤维,从化学结构看将比较容易被碱催化水解,但两者的耐碱性差异非常大。PLA在湿处理条件下的机械性能保持根本无法与PET相比。对于PET纤维,即使在pH11.8条件下,处理温度为90℃,机械性能的损伤也并不明显。而PLA即使在微酸性的条件下,也会造成明显的强度和伸长的下降。PLA纤维对pH值、处理温度和处理时间都非常敏感,任何一个因素的增加,均将导致纤维的明显损伤。

这种悬殊的差异,除了两种高聚物各自酯健的耐水解性能不同外,还与PET和PLA纤维各自的微细结构有很大的关系。PET大分子基本成线性结构,而PLA大分子是呈螺旋型的,这就使PET纤维的微细结构比较致密,结晶度可以达到50%~60%<1>。而PLA的结晶度只有10%~40%<1>。这就使PET纤维的水解基本发生在纤维的表面,这是涤纶纤维能够采用碱减量加工的基础。而由于PLA纤维较为疏松的结构,水解在纤维内外均会发生,这也是PLA纤维比PET强度损伤大得多的原因之一。

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