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东华大学学报（自然科学版） 2022年第3期48卷 21-27页

作者：秦佳莹邵慧奇陈南梁蒋金华东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心上海201620 东华大学纺织学院上海201620

为制备轻质、高强、低延伸率的空间应用张力编织绳,探明二维编织工艺对编织绳性能的影响机制,通过拉伸及耐磨损性能试验对3种不同线密度的聚酰亚胺(polyimide,PI)长丝进行可编织性能分析,同时在C12型高速编织机上制备13种PI编织绳,对编... 详细信息

为制备轻质、高强、低延伸率的空间应用张力编织绳,探明二维编织工艺对编织绳性能的影响机制,通过拉伸及耐磨损性能试验对3种不同线密度的聚酰亚胺(polyimide,PI)长丝进行可编织性能分析,同时在C12型高速编织机上制备13种PI编织绳,对编织工艺参数及拉伸性能进行测试与分析并建立回归方程。试验结果表明:PI长丝线密度越大,其刚度越大且越不易弯曲,其中线密度为111.1 tex的PI长丝的耐磨性能最好;随着编织节距的增加,编织绳直径和编织角逐渐减小,断裂强力增加而断裂伸长率减小,当编织节距增大到一定值时,断裂强力和断裂伸长率趋于一定值,回归方程的拟合程度均超过90%。综合所有直径为0.9~1.1 mm的编织绳,当PI长丝线密度为111.1 tex和编织节距为5 mm时,编织绳强力为1226 N和断裂伸长率为5.73%,该编织绳结构紧密且力学性能最优。

关键词：聚酰亚胺长丝可编织性工艺参数拉伸性能

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聚酰亚胺长丝纤维及其纱线加工性能研究

聚酰亚胺长丝纤维及其纱线加工性能研究

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作者：贺梦娟东华大学

学位级别：硕士

聚酰亚胺(PI)是以聚酰亚胺环为特征结构的聚合物,具有耐高低温、阻燃、耐辐射、介电常数低、化学稳定性优异等特性,广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近年来,聚酰亚胺纤维作为一种高新技术纤维受到很大... 详细信息

聚酰亚胺(PI)是以聚酰亚胺环为特征结构的聚合物,具有耐高低温、阻燃、耐辐射、介电常数低、化学稳定性优异等特性,广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近年来,聚酰亚胺纤维作为一种高新技术纤维受到很大重视的发展,今后在功能与高性能纺织产品领域具有良好的应用前景。近年来涌现了大量PI短纤的研究和产品开发,包括高温滤袋、防燃服、防护服等,而对PI长丝的研究鲜少。课题从这一角度出发,开展PI长丝的研究,为实现PI长丝产品的产业化做出力所能及的推动。本课题以聚酰亚胺初生丝(PI-1)和热拉伸处理后的聚酰亚胺长丝(PI-2)为研究对象,首先对纤维的基本物理力学等性能进行了对比测试分析,并研究酸碱处理对聚酰亚胺长丝纤维结构性能的影响;然后对PI长丝的加捻和上浆进行了较系统的研究,以改善PI长丝的织造性能;最后采用空气变形方法,制备了几种PI空气变形纱,并对纱线性能进行了测试分析。具体工作包括:确定热拉伸定型处理对纤维结构、性能的影响;研究聚酰亚胺长丝纤维耐酸碱性能;经过捻度-强度性能测试确定聚酰亚胺长丝的临界捻系数,模拟自然定捻、加热定捻、热湿定捻三种定捻方法确定聚酰亚胺长丝纱最佳定捻方法;研究了聚酰亚胺上浆用聚丙烯酸酯浆料的基本性能,优化上浆工艺,确定最佳浆液固含量、上浆温度、上浆速度。对浆纱分别用热水和碱液退浆,研究聚酰亚胺长丝退浆性能。加工了6种不同超喂比下的聚酰亚胺长丝空气变形纱,通过对其分别进行拉伸性能测试、丝圈结构不稳定性测试和纱线结构形态观察,确定PI空气变形纱最适合的加工参数。以聚酰亚胺加捻纱、上浆纱、空气变形纱为原料进行了织物试织。结果表明:聚酰亚胺长丝的热拉伸定型处理提高了PI的结晶度、取向度和力学性能,使长丝纤维回潮率减小、比电阻增大,纤维截面更加趋于圆形,没有改变PI的酰亚胺化程度和热稳定性;纺丝时添加的油剂使得PI长丝纤维的回潮率增大、比电阻减小,摩擦系数增大;PI纤维耐酸性好,酸处理后纤维表面轻微刻蚀,酰亚胺化程度和热学性能没有被影响,力学性能损失较小,处理后结晶度、取向度下降16.93%和1.07%。而碱处理后纤维表面裂解,酰亚胺化程度减小,力学性能损失严重,热分解温度仍然达到560℃以上,处理后结晶度、取向度分别下降49.67%和1.34%;PI-2临界捻系数为105,此时PI加捻纱强度最大为90.4cN/tex,最佳定捻方法为热湿定捻;聚丙烯酸酯浆料性能优异,聚丙烯酸酯浆料对聚酰亚胺长丝最佳的上浆工艺条件为浆液含固率15%、浆槽温度70℃、车速90m/min;聚酰亚胺浆纱增强率和减伸率分别为17.23%和3.7%。上浆率为8.6%,回潮率为3.5%;碱退浆后纱线结构明显松解,浆膜退去,且纤维没有被刻蚀,保持了聚酰亚胺纤维优异的力学性能;随超喂比增大,聚酰亚胺空气变形纱色泽变暗,毛感增强,其中超喂比8/8的聚酰亚胺空气变形纱毛感最强,丝圈分布较为均匀,结构稳定性高;使用PI加捻纱为经纱进行织造时穿经问题得到改善,但开口不清晰仍然导致织造效率不高,使用PI上浆纱为经纱,穿经、开口情况都得到改善,织造效率很高;使用PI空气变形纱为纬纱可以有效改善PI织物的手感和极光现象。

关键词：聚酰亚胺长丝性能加捻上浆空气变形

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聚酰亚胺长丝热防护功能面料的开发及其性能研究

聚酰亚胺长丝热防护功能面料的开发及其性能研究

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作者：黄姝婷东华大学

学位级别：硕士

随着人们安全防护意识的提高,热防护功能面料和服装的需求不断增长。聚酰亚胺(PI)纤维因其稳定的芳族杂环结构,而具有优异的热学、电学、耐化学腐蚀性能,良好的机械性能,在高温滤袋、消防、阻燃隔热等热防护纺织品中具有良好的应用前景... 详细信息

随着人们安全防护意识的提高,热防护功能面料和服装的需求不断增长。聚酰亚胺(PI)纤维因其稳定的芳族杂环结构,而具有优异的热学、电学、耐化学腐蚀性能,良好的机械性能,在高温滤袋、消防、阻燃隔热等热防护纺织品中具有良好的应用前景。与PI短纤相比,PI长丝织物具有硬挺度高、加工工序短等不可取代的优点,但目前PI长丝在热防护面料中的应用还很少。基于这一现状,本课题开发了聚酰亚胺长丝热防护功能面料并深入研究其性能,为聚酰亚胺长丝在服用面料中的开发和应用提供依据。论文以聚酰亚胺长丝为原料,首先对聚酰亚胺长丝进行空气变形加工,并研究空气变形加工对纱线基本性能的影响;设计织造三种聚酰亚胺长丝织物,测试并深入分析了空气变形纱对织物性能的影响;为了提高织物表面防液体透过性能,对其进行了拒水拒油后整理;最后将本课题制备的聚酰亚胺长丝热防护功能面料与其它三种热防护面料进行了测试对比。具体研究内容和结论如下:本课题以聚酰亚胺长丝为原料,首先制备了平行纱PI-B、超喂比为0.5/2的空气变形纱PI-C和超喂比为8/8的空气变形纱PI-D三种纱线,同时研究空气变形加工对纱线基本性能的影响;其次以上浆PI-A为经纱,PI-B、PI-C和PI-D分别为纬纱设计织造了织物组织和结构参数都相同的三种聚酰亚胺长丝织物,对织物的力学性能、舒适性能以及热学性能等进行了测试分析并深入研究了空气变形纱对织物性能的影响。为了改善聚酰亚胺长丝织物的表面润湿性能,对三种聚酰亚胺长丝织物进行了拒水拒油后整理,确定每种织物的最佳整理剂浓度,并分析产生不同的最佳整理浓度的原因;最后测试热学性能并与几种市场上常见的热防护织物进行对比分析,客观评价本文所开发的三种聚酰亚胺长丝热防护功能面料。结果表明:相比平行纱,聚酰亚胺空气变形纱力学性能降低,线密度增大,但是手感较为蓬松柔软,并且超喂比越大越明显。因此由空气变形纱作为纬纱的聚酰亚胺长丝织物2和织物3与平行纱做纬纱的织物1相比,虽然力学性能有所降低,但是柔软性提高,光泽度改善,同时透气性增大了近104%50%,热阻提高了近11%7%,透湿性和导湿性也有明显改善。另外,二级烧伤时间和TPP值均有所延长和增加,大大提高了聚酰亚胺织物的服用舒适性和热防护性。然后通过优化织物拒水拒油后整理工艺,得出织物1到织物3的最佳整理剂浓度分别为8%,7%和5%,这个差异可以由Wenzel模型和织物粗糙度来解释。最后对比三种聚酰亚胺长丝织物和几种常用的热防护面料的热学性能,可以发现所开发的聚酰亚胺热防护面料不仅有较好的热稳定性和阻燃性能,还有较高的综合热防护性能。

关键词：聚酰亚胺长丝热防护功能面料空气变形加工拒水拒油后整理综合热防护性能

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