纺丝条件对蓄热调温聚丙烯腈纤维结构的影响
蓄热调温纤维具有对热量吸收、储存、重新分配并释放的功能,是可再生能源技术在纺织领域应用的典型.在采用湿法纺丝制备蓄热调温纤维的过程中,由于相变微胶囊的存在影响了聚合物的相分离行为和凝胶现象,从而影响了纤维结构.纤维性能由纤维结构决定,探讨蓄热调温纤维制备过程中影响其结构的因素,将为进一步提高纤维性能奠定理论和实践基础.本文首先探讨了制备工艺条件(乳化温度、乳化时间、油相单体浓度、添加剂种类等)对聚酰胺石蜡相变微胶囊性能的影响,采用差示扫描量热与热重相结合的方法对微胶囊的热稳定性进行测定分析.然后以最优工艺制得的相变微胶囊为功能添加剂,以聚丙烯腈为载体,纺制蓄热调温聚丙烯腈纤维,研究纺丝溶剂类型、纺丝液组成及纺丝工艺等条件对纤维结构的影响,采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、光学显微镜、偏光热台显微镜、单纤维强力、染色等方法来进行表征.结果表明:在乳化温度为37℃,乳化时间60s,均苯三甲酰氯(TMC)浓度为10%,OP-15为乳化剂的条件下制备的聚酰胺石蜡相变微胶囊粒径较小,热焓值较大,壁材热分解放热量最高,微胶囊干燥后壁材热稳定性显著提高;聚酰胺石蜡相变微胶囊经二甲基亚砜(DMSO).硫氰酸钠(NaSCN)和浓硫酸等溶剂处理后,蓄热量、热稳定性变化不大,说明壁材能够耐受上述溶剂;以DMSO和NaSCN为溶剂纺制的纤维纵向均出现大小不均的裂缝,DMSO法纺制的纤维原纤化程度小于NaSCN法,结晶度和晶粒尺寸都较大;以DMSO为溶剂,采用凝胶纺丝制备的蓄热调温聚丙烯腈纤维,随着含固量的增加,力学性能提高,体积比密度增大,上染百分率减小;随着微胶囊含量的增大,纤维断裂应力和体积比密度降低;在纺丝液中加入添加剂氯化钙,纤维的可牵伸倍数增大,力学性能提高,体积比密度、取向度提高,上染率降低.氯化钙含量为3%时获得的纤维结构最好;在纺丝液中加入非离子表面活性剂OP-10和阳离子表面活性剂均可提高纤维的可纺性,改善纤维力学性能;纺丝压强和牵伸倍数的增大,纤维断裂应力、体积比密度增大;强力变异系数下降;扫描电镜观察结果表明:纤维的原纤化现象是在初生纤维牵伸成为成纤的过程中产生的.对纤维进行热处理,可减少纤维内残存的内应力,使纤维产生收缩,结构变得致密,热处理温度在110℃左右为宜.
- 作者：
- 李振中
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 纺织材料与纺织品设计
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2013年
- 导师姓名：
- 魏菊
- 中图分类号：
- TQ340.64
- 关键词：
- 相变微胶囊；蓄热调温；聚丙烯腈；纺丝条件；纤维结构
- Microencapsulated phase change materials； Thermal regulating； PANfiber； Spinning conditions； Fiber structure