多级牵伸和热定型过程中涤纶工业丝的结构与性能演变

作     者：裴龙仓 张乐 陈世昌 PEI Longcang;ZHANG Le;CHEN Shichang

作者机构：浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室杭州310018 浙江古纤道绿色纤维有限公司浙江绍兴312000 

出 版 物：《现代纺织技术》 (Advanced Textile Technology)

年 卷 期：2024年第32卷第8期

页      面：56-66页

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082102[工学-纺织材料与纺织品设计] 

基　　金：浙江省基础公益研究计划项目(LGG21E030014) 浙江省重点研发计划项目(2021C01020) 

主　　题：涤纶工业丝 力学性能 结晶 取向 成型工艺 

摘      要：为解析高强涤纶工业丝生产上多级牵伸和热定型过程中纤维的聚集态结构与性能演变,分段采集纤维样品,利用DSC、DMA、WAXD和SAXS等分析方法,系统研究纤维在不同成型阶段的热学、结晶、取向、片晶和长周期结构等聚集态结构,并将纤维力学性能的变化与纤维结构进行关联分析。结果表明:一级热牵伸促进了非晶区分子链取向结晶,使得纤维的断裂强度提升而热收缩率降低;二级热牵伸进一步提升了非晶分子链取向度,促使晶粒重组并形成刚性非晶部分(Rigid amorphous fraction,RAF),结晶度明显升高,纤维的断裂强度显著提升而收缩率显著降低;在随后的两级松弛热定型阶段,非晶区分子链活动能力较强,易于砌入晶格,进一步促使结晶度提高、RAF的增大,同时局部发生解取向,导致纤维断裂强度和收缩率随非晶区分子链解取向程度的增加不断减小。该研究分析了纤维的结晶结构和取向,阐明了涤纶工业丝聚集态结构与力学性能在纺丝后加工过程中的演变规律,可为产业用涤纶工业丝的性能调控和新产品的开发提供参考。