高收縮聚酯合成及其纖維的收縮性能

1、高收縮聚酯合成及其纖維的收縮性能發(fā)布于:2006-3-20 點擊次數(shù):75第28卷第1期 2005年2月 合成纖維工業(yè)CHINA SYNTHETIC FIBER INDUSTRYV0128 N01 Feb2005高收縮聚酯合成及其纖維的收縮性能李燕 應(yīng)旭花 王銳 張大省(北京服裝學院，北京：100029)摘 要：在聚酯中添加間苯二甲酸(IPA)和具有側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的新戊二醇(DTG)，制成了高收縮聚酯切片及纖維。研究了IPA，DTG的添加量對切片的熱性能和纖維的熱收縮率及經(jīng)時穩(wěn)定性的影響。研究表明，隨著IPA、DTG加入量增加，共聚酯的結(jié)晶性能降低，而纖維的收縮率則呈規(guī)律提高，可達到500以上，并具

2、有較好的經(jīng)時穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：聚酯 沸水收縮率 干熱收縮率 問苯二甲酸 新戊二醇中圖分類號：TQ34221 文獻識別碼：A 文章編號：l0010041(2005)01004103 高收縮纖維在編織或針織過程中具有膨松、豐滿、柔軟、彈性好、懸垂好的特點。但物理法生產(chǎn)的高收縮滌綸放置一段時間后收縮率會下降，收縮性能很不穩(wěn)定。作者采用了化學方法制備高收縮聚酯及其纖維，合成聚酯時，破壞其結(jié)晶性能，引入了第三單體問苯二甲酸(IPA)，第四單體新戊二醇（DTG)，初步探討了IPA，DTG的添加量對高收縮切片及纖維性能的影響。1 實驗11原料配比 高收縮共聚酯中各組分的質(zhì)量分數(shù)見表l。 表1 A和B系列添加量

3、的組成Tab1 Composition 0f series A and B 注：百分比是相對于PTA和IPA總量的質(zhì)量百分比(Al與 B一1的組成相同)。12高收縮聚酯切片及纖維的制備 采用半連續(xù)酯化法，先把原料對苯二甲酸雙羥乙酯熔融，待溫度穩(wěn)定在260左右時將配好的漿料分多次均勻地加入四口瓶中，同時不斷攪拌，當反應(yīng)達到規(guī)定酯化率后，待反應(yīng)器的柱頂溫度降到4050時可認為酯化反應(yīng)結(jié)束，出料，待冷卻后稱取250 g，裝入15 L的縮聚釜中，加入縮聚催化劑sb2O3和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯進行縮聚反應(yīng)，待粘度達到一定值后，通人氮氣，鑄帶、切粒，供紡絲。 在xYLG一3025紡絲機上紡絲，在T

4、Fl00一08型撥叉式平卷牽伸機上選擇一定的拉伸倍數(shù)和拉伸溫度拉伸。13性能測試131 切片熱性能 DSC測試采用Seiko Instruments Ine儀器，氮氣保護，氮氣流速為50 mImin，26300，升溫速率為20Min；TG測試的氮氣流速為l00mLmin，26600，其他條件同DSC測試。132 高收縮聚酯纖維的沸水于熱收縮率 在縷紗測長機上取樣，將試樣進行預調(diào)濕平衡3 h后，施加相應(yīng)的預加張力測其長度，在沸水中煮30 min(干熱收縮率在烘箱中熱處理30min)，再次將試樣調(diào)濕平衡3 h后進行長度測量，計算沸水干熱收縮率。2結(jié)果與討論21切片的性能211 添加組分對聚酯切片熱

5、轉(zhuǎn)變溫度的影響 IPA，DTG添加量對切片熱轉(zhuǎn)變溫度的影響見圖l。由圖l及表2可見，與純PET試樣相比，加入IPA后共聚酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)略有下降；隨著IPA添加量的增大，冷結(jié)晶溫度(Tg)呈上升趨勢，結(jié)晶峰峰形由尖銳變得扁平；而熔點(Tm)呈現(xiàn)明顯的有規(guī)律降低，熔融峰逐漸變寬，表明了結(jié)晶性能變差。這是由于從熱力學角度看，Tm與熱焓和熵變之問存在如下關(guān)系：Tm =Hmsm，對于本體系，大分子鏈規(guī)整性破壞后，Hm有所降低，熵也略有增大，即sm增大，因而導致熔點下降。且隨IPA添加量增大，大分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性破壞嚴重，熔點更低。  T bB系列 圖1 A和B系列共聚酯DSC曲線圖 F

6、ig1 DSC curves of copoyester of series A and B 表2 A和B系列的DSC熱轉(zhuǎn)變溫度Tab2 DSC thermal transition temperature 0f series A and B由圖1(b)及表1，2可以看出，當IPA質(zhì)量分數(shù)為8時，添加DTG進一步破壞其分子鏈的立構(gòu)規(guī)整性影響鏈的緊密排列，并增加了鏈段的柔順性，表現(xiàn)為Tg明顯低于常規(guī)PET的Tg(772)；且隨DTG含量增加，Tc逐漸升高，Tm逐漸下降，結(jié)晶更加困難。212高收縮聚酯切片熱穩(wěn)定性從表3中可以看出，在相同失重率下，各系列產(chǎn)物的分解溫度幾乎不變，說明在所研究范圍內(nèi),D

7、TG與IPA的加入，對聚酯切片的熱穩(wěn)定性影響不大。 表3 A和B系列產(chǎn)物的失重率及其對應(yīng)溫度 Tab3 Weight loss corresponding t0 temperature For series A and B 22纖維的收縮性能221 沸水收縮率和干熱收縮率 由表4可見，經(jīng)過改性的聚酯纖維其沸水收縮率和干熱收縮率均在500高丁純PET纖維。因為IPA或DTG的添加會破壞大分子鏈的規(guī)整性，破壞了聚酯的結(jié)晶，使其結(jié)晶困難，纖維經(jīng)拉伸后取向度提高，但結(jié)晶度并小高。當纖維再次在高于拉伸溫度下進行熱處理時，人分子發(fā)生解取向，使纖維在宏觀上呈現(xiàn)高收縮。 表4高收縮聚酯纖維的沸水收縮

8、率和干熱收縮萃 Tab4 Bolling water shrinkage and hot air shrinkage of high-shrinkage polyester fibers 注：熱定型溫度為100，拉伸倍數(shù)為286。222 沸水收縮率和干熱收縮率的經(jīng)時穩(wěn)定性 由表5和表6可知，高收縮聚酯纖維的沸水收縮率和干熱收縮率隨放置時間的變化不大，即高收縮聚酯纖維的熱收縮性能具有很好的經(jīng)時穩(wěn)定性，放置較長時間后其收縮率基本不變。 表5沸水收縮率隨時間的變化關(guān)系Tab5 Vadafion of boiling water shrinkage with time定型 溫度對纖維收縮率的

9、影劇院響表7為試樣A-3在不同熱淚盈眶定型 溫度下的收縮率。從表7可知，沸水收縮率和干熱收縮率隨熱定型溫度的升高呈下降趨勢。這是因為在相同的拉伸倍數(shù)下，熱定型溫度越高，纖維就越容易結(jié)晶，使沸水收縮率和干熱收縮率下降，影響了纖維的收縮性能。 表7收縮率隨熱定型溫度的變化Tab7 Variation of shrinkage with heat setting temperature 3結(jié)論 a在聚酯中添加單體IPA和DTG來制備高收縮聚酯纖維是可行的，其熱收縮率可達到500以上，且在觀察時間內(nèi)具有較好的經(jīng)時穩(wěn)定性。 b隨單體IPA和DTG添加量的增加，共聚酯的冷結(jié)晶溫度升高、熔點降低，

10、結(jié)晶困難，收縮率增大。 c熱定型溫度影響纖維的沸水收縮率和干熱收縮率，隨熱定型溫度的升高，纖維的熱收縮率減小。 Synthesis of high-shrinkage polyester and fiber shrinkage thereofLi Yan，Ying Xuhua，Wang Rui，Zhang Dasheng(Belling Institute of Clothing Technology，Belling 100029)Abstract：Highshrinkage polyester chip and fibers can be produced by adding is

11、ophthalic acid(IPA)and neopentyl glycolf DTG)with side chain into polyesterThe effects of IPA and DTG additions on thermal properties of chips and thermal shrinkage and ageiIlg stability of fibers were studiedThe crystalline behavior of eopolyester was decreased and the shrinkage of its fiber was increased regularly with the addition of IPA and DTGThe fiber had shrinkage above 500and fairly good ageing stabilityKey words：polyester；boilin