不同工艺制备的聚酯纤维在碱性条件下的结构性能变化规律

卫婷, 陈康, 张阳, 张玥, 张玉梅

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0313

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (04) : 16 -24. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0313

不同工艺制备的聚酯纤维在碱性条件下的结构性能变化规律

卫婷, 陈康, 张阳, 张玥, 张玉梅

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摘要

为了解不同工艺制备的聚酯纤维在碱性条件下应用性能的变化规律，分别选择工业丝路线制备的高强(HT)聚酯工业丝和高速纺丝制备的全拉伸聚酯纤维(FDY)作为研究对象，采用人工加速的碱性热水环境(85℃)开展老化试验，研究纤维力学性能的变化规律，同时分别利用广角X射线衍射、小角X射线散射和特性黏度等方法对结晶、片晶堆砌以及化学结构等形态结构变化进行研究。结果表明，两种聚酯纤维在碱性水环境下的结构和性能变化可区分为三个阶段：初期受水和热的共同作用，纤维的断裂强度较明显减小，结晶度不变，取向度明显下降，归因于部分处于冻结的非晶区取向分子链段发生解取向而收缩；随后纤维断裂强度缓慢下降，非晶区分子链断裂，同时有少量新的结晶生成；后期断裂强度下降程度更加明显，且结晶度开始减小，特性黏度明显降低，分子链断裂成为主导因素。由于HT工业丝具有更高的结晶度与晶粒尺寸，水分子和OH~-的侵蚀作用受到抑制，这使其碱解反应速率变慢，力学性能变化程度低于FDY纤维，表明HT工业丝的抗碱解性能优于FDY纤维。