化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能研究
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环己烷二甲醇改性聚酯及其热收缩性能研究
根据高聚物热收缩机理, 热收缩主要来源于 无定型区取向 大分子的解取向[ 5] 。CHDM 改性 聚酯结晶能力的下降, 使改性聚酯无定型区增加, 为制备高热收缩率聚酯提供了必要条件。但是, T m 的下降和 T c 的升高也必然给原料的干燥和 挤压成型带来困难, 故在热收缩聚酯成型加工时, 必须采取措施避免干燥时原料的粘结和挤压时的 螺杆! 环结∀。 2. 3 热收缩温度及拉伸温度对热收缩率的影响
DSC 采用 PE PCR- 1 型 DSC; 升 温速度 20 / min; N 2流量 50 mL / min。
结晶速度 JJY- 1( A) 型光学解偏振结晶速 度仪测定等温结晶达到一半所需时间 ( t 1/ 2) 。
薄膜热收缩率 参照 GB/ T 16958 1997 包装 用双向拉伸聚酯薄膜热收缩率测试方法, 并根据 收缩前后长度计算热收缩率。
从图 4 还可看出, 在相同热收缩温度下, 随着 拉伸 温度的逐渐降低, 薄膜 热收缩率明显提高。 当测定温度恒定为 80 时, 薄膜的热收缩率从拉 伸温度为 120 时 的 33% 提高到 90 的 58% 。 如前所述, 薄膜的热收缩主要产生于无定形区取 向大分子的解取向, 无定形区大分子的取向度越 高, 发生解取向后薄膜的热收缩就越明显。当拉 伸在较低的温度下进行时, 大分子在外力作用下 发生强迫高弹形变, 并沿外力方向发生取向。由 于拉伸温度较低, 因此大分子的取向能得到较好 的固定, 与高温拉伸相比, 在较低温度拉伸后, 无
近年来由于环保要求的提高, 欧洲一些国家 已从法律上禁止将 P VC 薄膜用于食品和药品封 装[ 1] , 以避免 PV C 在回收过程中产生污染。具有 热收缩性能的聚酯薄 膜可作为热收 缩聚氯乙烯 ( PVC) 薄膜的良好替代品。制备具有热收缩性能 的改性聚酯常用的改性单体有两类, 即二元酸类 和二元醇类, 其中以环己烷二甲醇( CH DM) 部分 地取代 PET 中的乙二醇( EG) 是制备热收缩改性 聚酯 的重要方法之 一[ 2~ 3] 。作 者通过共 缩聚反 应制备了具有不同 CHDM 含量的改性共聚酯, 并 初步研究了共聚酯的热性能及拉伸条件对改性聚 酯薄膜试样热收缩性能的影响。
DSC 采用 PE PCR- 1 型 DSC; 升 温速度 20 / min; N 2流量 50 mL / min。
结晶速度 JJY- 1( A) 型光学解偏振结晶速 度仪测定等温结晶达到一半所需时间 ( t 1/ 2) 。
薄膜热收缩率 参照 GB/ T 16958 1997 包装 用双向拉伸聚酯薄膜热收缩率测试方法, 并根据 收缩前后长度计算热收缩率。
从图 4 还可看出, 在相同热收缩温度下, 随着 拉伸 温度的逐渐降低, 薄膜 热收缩率明显提高。 当测定温度恒定为 80 时, 薄膜的热收缩率从拉 伸温度为 120 时 的 33% 提高到 90 的 58% 。 如前所述, 薄膜的热收缩主要产生于无定形区取 向大分子的解取向, 无定形区大分子的取向度越 高, 发生解取向后薄膜的热收缩就越明显。当拉 伸在较低的温度下进行时, 大分子在外力作用下 发生强迫高弹形变, 并沿外力方向发生取向。由 于拉伸温度较低, 因此大分子的取向能得到较好 的固定, 与高温拉伸相比, 在较低温度拉伸后, 无
近年来由于环保要求的提高, 欧洲一些国家 已从法律上禁止将 P VC 薄膜用于食品和药品封 装[ 1] , 以避免 PV C 在回收过程中产生污染。具有 热收缩性能的聚酯薄 膜可作为热收 缩聚氯乙烯 ( PVC) 薄膜的良好替代品。制备具有热收缩性能 的改性聚酯常用的改性单体有两类, 即二元酸类 和二元醇类, 其中以环己烷二甲醇( CH DM) 部分 地取代 PET 中的乙二醇( EG) 是制备热收缩改性 聚酯 的重要方法之 一[ 2~ 3] 。作 者通过共 缩聚反 应制备了具有不同 CHDM 含量的改性共聚酯, 并 初步研究了共聚酯的热性能及拉伸条件对改性聚 酯薄膜试样热收缩性能的影响。
2-纤维材料的改性方法
接枝效率=
接枝在聚合物上的单体质量
×100%
接枝在聚合物上的单体质量+接枝单体均聚物质量
在链转移接枝中，影响接枝效率的因素：引发剂、聚合物 主链结构、单体种类、反应配比及反应条件等。
一般认为，过氧化物苯甲酰（BPO）的引发效率比偶氮二 异丁氰（AICH
OCCH3 O
2.活性基团引入法
原理：首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团，然后 在光、热作用下分解成自由基与单体进行接枝共聚。
H CC H2
Br
CC H2
hv
CC H2
BBB
CC H2
nB
叔碳上的氢很容易氧化，生成氢过氧化基团，进而分解为自由 基，由此可利用聚对异丙基苯乙烯支取甲基丙烯酸甲酯接枝物。
甲基丙烯酸甲酯接枝物
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
26
嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即 采用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也 就是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域 中应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
(纤维化学与物理)第二章 聚酯纤维(涤纶)的生产、结构和性能
生产过程中各工序的作用和纤维的变化
纺丝：
作用： 使PET熔体变成长丝
变化： 大分子熔体凝固成纤维状 ——初生丝 产生一定的取向度 常规纺丝初生丝几乎无结晶
抽伸
作用： 为纤维提供必须的机械性能
变化： 取向度提高 产生部分结晶 有内应力，使纤维结构不稳定
卷曲
作用： 提高纤维的抱和力
连续法： 间歇法：
（二）纺丝：熔融法纺丝
熔体温度：285~290℃ 凝固温度：35~45 ℃ 初生丝：无结晶，有取向
（三）后处理
涤沦树脂切片
加热熔融
(285-290oC )
从喷丝头中挤出
形成丝束
丝室冷却
(35-45oC )
成形
给湿.给油
卷绕 (600-700米/分)
涤纶短纤纺丝后处理加工流程
变化： 纤维表面出现皱纹
热处理
作用： 提高纤维的结构稳定性
变化： 结晶度提高 内应力消除
第三节 涤纶的形态结构和超分子结构
一、涤纶纤维的形态结构
横截面：圆形 纵向：光滑、均匀的圆柱体
卷曲涤纶在卷曲内侧有不规则性
二、涤纶纤维的超分子结构
结晶度和取向度
产品
结晶度(%)
初生丝（常规纺丝） 完全无定形
三、常用合成纤维
短纤维
棉型 毛型 中长纤维（仿毛、仿麻）
长丝
四、合成纤维的优缺点
优点
强度高 弹性好 耐穿耐用 光泽好 化学稳定性强 耐霉腐 耐虫蛀
…
缺点
吸湿性差 耐热性差 导电性差 防污性差 易起毛起球 不易染色 腊状手感
…
五、特种合纤
复合纤维
两种以上成分组成的纤维 并列型
（四）热收缩及其对纤维结构和性能的影响
SBS改性SMC复合材料的研究
性化合物 ,极性较小 ;根据溶解度参数 δ, SBS的 δ = 8～911, UP的 δ约为 10 ～11,相差较大 ,因此 SB S 和 UP的相容性一般。UP固化过程中两者容易发 生相分离 。 SBS的线膨胀系数为 22 ×1025 K21 ,并具 有两个 Tg,分别为 288 ～283℃和 90℃。由此可见 , SBS的抗收缩效果良好 。
up固化完全后在冷却过程中sbs和up同时收缩up已固化成三维网络结构基本不再发生收缩sbs的热膨胀系数up大sbs冷却收缩较大但由于sbs的tg比up低很多时间上滞后于up的固化定型因此在初始阶段sbs的收缩抵消了存在的膨胀应力由于sbs和up的相容性一般收缩应力大于sbs2up界面的粘结力时在sbs2up界面局部产生微孔从而达到控制up固化后收缩的作用
势。
SBS添加量的增大而先增后减 ,但变化幅度均不大 。 拉伸强度在 4phr处出现一个峰值 ,弯曲强度在 3phr 处出现一个峰值 。UP和 SBS在微观上是不相容的 , 但由于 SBS是苯乙烯 2丁二烯 2苯乙烯三元嵌段共聚 物 , SBS的 PS段与 UP有相近的表面张力 ,具有一定 的相容性 , PS段和 UP容易相互扩散 ,在两相之间形 成一过渡层 ,这有利于提高 SMC 材料的力学性能 。 但随 SBS添加量的增大 , SBS分散不均匀 ,容易聚集 成絮 ,析出较大颗粒 ,力学性能反而略有下降 。
图 6 SBS/ PS对 SMC冲击强度 (无缺口 )的影响
Fig. 6 Effect of SBS/ PS on unnotched impact strength of SMC
由图 7所示 , SMC的拉伸强度和弯曲强度 均随 SBS / PS的变化先增后减 , 但变化幅度不大 。 与图 3对比可知 , SBS / PS体系的拉伸强度和弯曲强 度普遍比 SBS偏高 ,这主要是由于 PS的加入提高 了体系的刚性 ,同时 PS的加入使得 SMC 材料具有 优良的着色性能 。
up固化完全后在冷却过程中sbs和up同时收缩up已固化成三维网络结构基本不再发生收缩sbs的热膨胀系数up大sbs冷却收缩较大但由于sbs的tg比up低很多时间上滞后于up的固化定型因此在初始阶段sbs的收缩抵消了存在的膨胀应力由于sbs和up的相容性一般收缩应力大于sbs2up界面的粘结力时在sbs2up界面局部产生微孔从而达到控制up固化后收缩的作用
势。
SBS添加量的增大而先增后减 ,但变化幅度均不大 。 拉伸强度在 4phr处出现一个峰值 ,弯曲强度在 3phr 处出现一个峰值 。UP和 SBS在微观上是不相容的 , 但由于 SBS是苯乙烯 2丁二烯 2苯乙烯三元嵌段共聚 物 , SBS的 PS段与 UP有相近的表面张力 ,具有一定 的相容性 , PS段和 UP容易相互扩散 ,在两相之间形 成一过渡层 ,这有利于提高 SMC 材料的力学性能 。 但随 SBS添加量的增大 , SBS分散不均匀 ,容易聚集 成絮 ,析出较大颗粒 ,力学性能反而略有下降 。
图 6 SBS/ PS对 SMC冲击强度 (无缺口 )的影响
Fig. 6 Effect of SBS/ PS on unnotched impact strength of SMC
由图 7所示 , SMC的拉伸强度和弯曲强度 均随 SBS / PS的变化先增后减 , 但变化幅度不大 。 与图 3对比可知 , SBS / PS体系的拉伸强度和弯曲强 度普遍比 SBS偏高 ,这主要是由于 PS的加入提高 了体系的刚性 ,同时 PS的加入使得 SMC 材料具有 优良的着色性能 。
浅谈PP材料增强增韧改性研究进展
PP材料增强增韧改性研究进展PP材料是一种广泛使用的热塑性塑料，具有良好的机械性能、化学稳定性和加工性能。
然而，它也存在一些缺点，如低抗冲击强度、低抗拉伸强度、低耐热性等。
为了克服这些缺点，人们通过增强、增韧和改性来改善PP材料的性能。
增强PP材料的方法主要包括填充增强和纤维增强两种方式。
填充增强是将一些颗粒或纤维填充到PP材料中，以改善其力学性能。
填充材料可以是无机填充剂、有机填充剂或复合填充剂。
其中，无机填充剂如滑石粉、氧化钙、碳酸钙等，可以增加PP材料的硬度、强度和耐热性；有机填充剂如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，可以增加PP材料的强度和刚度。
复合填充剂的组合可以达到更好的性能效果。
纤维增强是将纤维加入PP材料中，其中最常用的是玻璃纤维和碳纤维。
玻璃纤维增强PP材料可以提高其强度、刚度和耐冲击性，而碳纤维增强PP材料可以提高其耐热性和刚度。
同时，纤维增强还可以提高PP材料的耐腐蚀性和耐疲劳性。
增韧PP材料的方法主要包括添加韧性改性剂和增加填充材料粒径两种方式。
添加韧性改性剂可以提高PP材料的韧性和冲击强度，常用的改性剂有SEBS、EPDM、SBS等。
增加填充材料粒径可以增加PP材料的韧性和冲击强度，以及降低PP材料的收缩率。
改性PP材料的方法主要包括添加改性剂和掺杂改性两种方式。
添加改性剂可以改善PP材料的热稳定性、耐候性、抗氧化性等性能。
掺杂改性可以在PP材料中添加其他材料，如PMMA、ABS、PET等，以改善其性能。
近年来，通过多种组合方式的研究，PP材料已经取得了一定的增强、增韧和改性效果。
然而，随着科技的不断进步，对PP材料各项性能的要求也越来越高，研究人员需要不断探索新的增强、增韧和改性方法，以满足市场需求。
改性涤纶研究进展
关 键 词 ：聚对苯二 甲酸 Hale Waihona Puke 二酯纤维 改性舒适性 功能性
中图分类号 ： Ｑ ４．１ Ｔ ３２２
文献识别码 ： 文章编号 ： ０ １０４ （０６ ０ ０ ３０ Ａ １０ ．０ １２０ ）２ ０５ ．３
在纺织纤维中， 由于天然纤维的生产受 自然
条件的限制难 以大规模扩产 ， 世界纺织业对涤纶
（ 中国石油化工股份有 限公 司上海石油化工研究院 ， 上海 ２１０ ） ０２８
摘 要 ： 综述了改性 涤纶的最新研究进展 。重点介绍 了舒适性 涤纶 、 涤纶 、 阻燃 抗凝血 涤纶 、 超临 界二氧化
碳处理 、 纳米技术。指 ｆ通过涤纶的吸湿性 和输水性的改善 、 ｛ Ｊ 纤维截面形状的改变 、 接枝共聚改性 、 碱水解处 理、 超仿真技术等方法可制得舒适性 涤纶 ， 舒适性涤纶也是改性涤纶的主要发展方向。
维普资讯
第２卷 ９
第２ 期
合
成
纤
维
工
业
Ｖ １ ２ Ｎｏ ２ ｏ． ９ ．
ＡＤ ． ２ ｘ ６ ｒ Ｉ Ｊ
２０ ０ ６年 ４月
Ｃ ＮＡ ＹＮＴＨＥＴ Ｃ ＦＩ ＨＩ Ｓ Ｉ ＢＥＲ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
改 性 涤 纶研 究进 展
唐永 良
的 目的 ， 又不损 伤材料 的 自身性能。在涤纶 的表
面上覆 盖光 敏剂 二苯 丙 酮可使 纤 维在 紫外 光 辐射
涤纶是疏水性 纤维 ， 其织物 穿着有湿 闷感。 改变涤纶的疏水性可提高其吸湿性 ， 改进 的方法 是在常规纤维上引入亲水性基团 ， 强纤维 与水 增 的亲和力， 可引入的亲水基 团有羧基 、 羟基 、 酰胺 基、 氨基及磺酸基团等。 用亲水性试剂对纤 维进行后处理 ， 明显提 可 高纤 维 的吸湿性 ， 涤纶 织 物 直 接 浸 泡 于 亲水 性 将 试剂混合物水溶液中浸泡 ， 经微波加热 、 水洗 、 干 燥、 热定形 、 染色 、 碳酸钠水溶液处理等步骤 ， 可得 到较高吸湿率的织物 ； 将一种高吸湿性 丝蛋 白附 着于 涤纶 上 ， 可得 到 高吸 湿性纤 维 。 另外 ， 采用复合纺丝可制得高吸湿性涤纶 ； 应 用接枝共聚方法及在共聚合成过程 中加入问苯磺
常压阳离子可染高收缩涤纶毛条生产工艺的探讨
中图分类号 ：Ｔ Ｑ ３ ４ ２ ． ２ １
文献标 识码 ： Ｂ
文章编号 ：１ ０ ０ １ — ０ ０ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ５ ５ — ０ ４
目前毛 纺产 品 中 ， 使 用 量 较 大 化 纤 品种 是 涤 纶 毛条 ， 但是 直 接 制 条生 产 的 常规 涤 纶 毛 条 存 在 染 色 困难 ， 手 感 欠 佳 等 缺点 ， 其 应 用 受 到 了限制 。 常 压 阳离子 可染 高收 缩改 性涤 纶 毛条具 有 染色性 好， 色泽艳丽 ， 在 沸水 中 即可 收缩 近 似 羊 毛性 能 ， 可 与天然 或 其他 化 学 纤 维 高 比例混 纺 ， 通 过后 处 理 达 到 收缩 ， 织 物 更 具有 毛感 、 凹 凸感 和 立体 感 ， 成 为新 一代 高仿 真毛 纺原 料 ； 同 时可替 代腈 纶 ， 具 有 高附加 值 ， 在化 纤市 场具 有较 强 的竞争 力 ； 在混 纺 纱线 、 皱形织物 、 家纺产品 、 地 毯等 方 面应 用前 景 广 阔 。作 者采 用含 五单 体 的改性 聚酯 （ Ｐ Ｅ Ｔ ） 切 片 纺丝 ， 使用 现有 的涤 纶 毛条生 产设 备 ， 通过 调整 生 产工 艺 ， 探 讨 了 生产 常 压 阳离 子 可 染 高 收 缩 涤 纶 毛条 的最 佳工 艺条 件 。
１ ． ２ 生产 工艺 流程
１ ． ３ 分析 与测试
沸水 收缩率 （ ） ： 在１ ０ ０ ｑ Ｃ 沸 水 中处 理 ，
二 针 梳 针 密 度／ （ 根 ・ ｃ ｍ ）
２ ５ ０ ５ ２ ４０ ６
成球机速度（ ｍ・ ａｉ ｒ ｎ ） 梳 针 密 度／ （ 根 ・ ｃ ｍ ）
主要 生 产设 备 ： Ｖ Ｃ ３ ５ ３转鼓 干燥 器 ： 张 家港 市 化 工机 械 厂 制 ； Ｖ Ｄ ４ ０ ６纺 丝 机 、 七辊牵伸机 、 镇 江 金 浪潮 化纤 设备 有 限公 司制 ； ￥ ６ ５ ５卷 曲机 江 苏 华 华 伦化 纤机 械 厂 制 ；
2 纤维材料的改性方法
39
用PEG作为抗静电剂，PEG-PET作为相容剂，进行PET、PEG、 PEG-PET三元共混纺丝，可以减少PEG的用量，获得持久的抗静电 效果。也可在PEG-PET共聚体中再加入第三共聚体——聚氧化乙烯 醚（PON），形成嵌段共聚(酯一醚)型抗静电剂，再与PET共混纺丝， 制得具有抗静电性能的改性涤纶。
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即采 用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也就 是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域中 应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
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嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
+R
CH2CH
OCCH2 O
+ RH
如聚合物主链上同时有几种可以夺取的氢，则接枝点往往 是在酯基的甲基上。
通过化学引发剂BPO引发接枝4-乙烯基吡啶，对聚丙烯纤维进行 表 面 改 性 。B PO 分 解 为初 级 自 由 基 ( C 6 H 5 COO · )或 次 级 自 由基 (C6H5 ·)，这些自由基可直接从聚丙烯主链夺取氢原于而产生能够进 行接枝的大分子链自由基，进而引发单体进行聚合，产生接技：
用PEG作为抗静电剂，PEG-PET作为相容剂，进行PET、PEG、 PEG-PET三元共混纺丝，可以减少PEG的用量，获得持久的抗静电 效果。也可在PEG-PET共聚体中再加入第三共聚体——聚氧化乙烯 醚（PON），形成嵌段共聚(酯一醚)型抗静电剂，再与PET共混纺丝， 制得具有抗静电性能的改性涤纶。
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即采 用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也就 是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域中 应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
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嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
+R
CH2CH
OCCH2 O
+ RH
如聚合物主链上同时有几种可以夺取的氢，则接枝点往往 是在酯基的甲基上。
通过化学引发剂BPO引发接枝4-乙烯基吡啶，对聚丙烯纤维进行 表 面 改 性 。B PO 分 解 为初 级 自 由 基 ( C 6 H 5 COO · )或 次 级 自 由基 (C6H5 ·)，这些自由基可直接从聚丙烯主链夺取氢原于而产生能够进 行接枝的大分子链自由基，进而引发单体进行聚合，产生接技：
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３） 样品存放测试。 将仪化产品和进口产品在 室温中存放一定时间后再进行沸水收缩率的测试。
由于测试一和测试二的过程复杂，本文采用束 丝法对收缩率进行测试。 将一小束有序的短纤维用 夹子固定两端，测量夹子间的长度 Ｌ０ ，然后用纱布 包好放入沸水中煮 ３０ ｍｉｎ（ 干热收缩率是在一定温 度的烘箱内热处理 ３０ ｍｉｎ），然后取出纤维测量处 理后两夹子间的距离 Ｌ１ ，随机选样共测 ３０ 束，收缩 率测试偏差 ±２．５％。 计算同公式（１）。
收稿日期： ２０１６ －０２ －２６ 作者简介： 李映（１９８５ －） ，女， 江 苏 东 台 人，硕 士 研 究 生，主 要 从 事 聚酯纤维的研究和新产品开发工作。
１４
合成技术及应用
第 ３１ 卷
２） 水浴干热两次收缩测试。 水浴温度选定为 三个温度点 ６５ ℃、７５ ℃、８５ ℃，分别放入样品 １０ ｓ 后，测试一次收缩率 Ｓ１ ；再将每种试验条件的样品 放入 １５０ ℃鼓风烘箱中 １０ ｍｉｎ，测试二次收缩率 Ｓ２ 。
将单根短纤维施加相应的预加张力，测其原长 度，然后用纱布包好放入沸水中煮 ３０ ｍｉｎ（ 干热收 缩率是在一定温度的烘箱内热处理 ３０ ｍｉｎ），然后 取出纤维在原张力条件下测处理后的长度，随机选 样共测 ３０ 根，收缩率测试偏差 ±２．５％。 计算公式 如下：
Ｓ
＝Ｌ０
－Ｌ１ Ｌ０
×１００％
结构高度取向，使分子状态极不稳定，即使在室温下 存放，由于时温等效，大分子结构也会缓慢地发生解 取向。 化学改性的纤维产品由于大分子链上存在支 链，对缓慢的解取向作用产生一定的位阻效应，而使 收缩率保持稳定；而物理改性的高收缩涤纶短纤维 的大分子结构规整，没有支链，解取向过程很容易发 生，收缩率容易下降，这也是进口产品需低温保存的 主要原因。
从表 ５ 中可以看出，水浴温度在 ７５ ～８５ ℃时， 仪化产品和进口产品一次收缩效果完全，二次干热 １５０ ℃定型无收缩。 但此温度下仪化产品的一次收 缩率明显高于进口产品。 ２．２．３ 产品存放测试
作为高收缩涤纶短纤维产品，其收缩率指标应 该为一定值。 表 ６ 为仪化产品和进口产品在存放不 同时间后，收缩率的变化结果。
高收缩涤纶短纤维的研究开发在近十年越来越 受到人们的关注，由于其潜在的高收缩性能使生产 的产品具有致密、透气、柔软的独特风格，应用非常 广泛，如高档毛毯，仿皮革基布，针刺、水刺用过滤卫 生材料等［１］ 。 不仅如此，生产中利用纤维固有的热 收缩性能，可省去传统的繁琐工序，简化生产流程， 降低设备成本。
摘 要： 通过对化学改性高收缩涤纶短纤维的热收缩性能测试，研究了热处理方式、温度、时间对化学改性高收缩涤 纶短纤维收缩性能的影响。 并与物理改性高收缩涤纶短纤维进行收缩性能对比，结果显示化学改性高收缩涤纶短纤维的 收缩变化温度高 ５ ℃，室温存放三个月，收缩率无明显下降。
关键词： 化学改性 涤纶 高收缩短纤维 收缩性能 中图分类号： ＴＱ３２２．２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００６ －３３４Ｘ（２０１６）０２ －００１３ －０４
第 ３１ 卷 第 ２ 期 ２０１６ 年 ６ 月
研究论文
合成技术及应用 ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０１６
化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能研究
李 映１ ，史利梅１，２ ，张文强３
（１．中国石化仪征化纤有限责任公司研究院，江苏仪征 ２１１９００； ２．江苏省高性能纤维重点实验室， 江苏仪征 ２１１９００； ３．中国石化仪征化纤有限责任公司销售服务部，江苏仪征 ２１１９００）
试验在水浴和干热两种条件下对仪化高收缩涤 纶短纤维进行了处理，见表 ２。 仪化产品在干热和 水浴条件下，收缩率均随温度的升高而增大。 原因 是温度越高，分子运动加剧，非晶区的大分子链段解 取向就越充分，收缩就越大。
表 ２ 不同方式的热处理温度对仪化产品收缩率的影响
项目
温度 ／℃
ห้องสมุดไป่ตู้
收缩率，％
６０
８０
干热温度
市售高收缩涤纶短纤维产品通常采用物理改性 法或化学 －物理改性相结合的方法来制备［２ －５］ ，但 纤维产品的收缩性能参差不齐。 某些进口产品采用 纯物理改性方法生产，虽性能优越，但运输和储存条 件苛刻，要求在干燥的环境中存放，温度低于 ４０ ℃， 储存时间不超过 ３ 个月。 本文就市售高收缩涤纶短 纤维常温 不 易 存 放 和 收 缩 性 能 低 以 及 不 稳 定 等 缺 陷，设计生产出一款新型化学改性高收缩涤纶短纤 维。 文章就此款高收缩涤纶短纤维的热收缩性能做 详细研究讨论，并在应用试验中对比了物理改性进 口高收缩涤纶短纤维产品与此款化学改性高收缩涤 纶短纤维产品的收缩性能差异。
表 ３ 为改变热处理时间仪化产品收缩率的变化 结果。 从表 ３ 中可以看出，沸水和干热空气 １４０ ℃ 条件下，热处理时间为 ５ ｍｉｎ 时，仪化产品已充分收 缩；当时间延长至 ３０ ｍｉｎ 时，仪化产品收缩性能保 持稳定。
表 ３ 热处理时间对仪化产品收缩率的影响
项目
热处理时间 ／ｍｉｎ
收缩率， ％
第２ 期
李 映等．化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能研究
１５
比仪化产品与进口产品在后道使用过程中的差异。 ２．２．１ 水浴反复收缩测试
表 ４ 为仪化产品与进口产品水浴反复收缩的测 试结果，图 ２ 以表 ４ 中的测试结果所作的对比图。
从表 ４ 和图 ２ 中可以看出，水浴温度在 ６０ ～６５ ℃时，进口产品的收缩率比仪化产品大；而当水浴温 度升至 ７０ ～８０ ℃时，仪化产品的收缩率明显高于进 口产品；进口产品在水浴温度升到 ８０ ℃时已不再收 缩，而仪化产品在接近 ８５ ℃水浴下不再收缩。
１ 试 验
１．１ 原料 仪征化纤责任有限公司生产的高收缩涤纶短纤
维，采用化学改性法在聚酯中添加三单体制备而成， 以下简称仪化产品；目前国内厂家常用的进口高收 缩涤纶短纤维，测试结果为常规涤纶短纤维，未添加 三单体，纤维截面为圆形实心，即采用物理改性法制 备而成，以下简称进口产品。 高收缩短纤维成品性 能指标如表 １ 所示。
参考文献：
［１］ 于宾，焦 晓 宁．高 收 缩 聚 酯 纤 维 及 其 在 非 织 造 材 料 中 的 应 用 ［ Ｊ］ ．产业用纺织品，２０１２，３０（１１） ：３９ －４２．
５ 干热温度
１５ １４０ ℃
３０
７０ ．２ ７０ ．６ ７１ ．９
５
６９ ．２
沸水
１５
７０ ．３
３０
７０ ．９
２．２ 收缩性能对比测试 化学改性的高收缩涤纶短纤维与物理改性的高
收缩涤纶短纤维相比有很多差异，就本文中仪化产 品与进口产品相比，两者生产过程的本质差别就是 仪化产品加入了三单体，使原本的大分子直链产生 支链的结构，再结合物理改性的方法制备了高收缩 涤纶短纤维。 仪化产品的缺点是熔点比常规涤纶短 纤维低，在 ２２０ ℃左右，高温定型时手感偏硬；优点 是带支链的高取向结构稳定，６０ ℃以下环境都可用 于储存。 为排除化学改性高收缩涤纶短纤维用户的 使用顾虑，文章模拟用户生产过程中的使用条件，对
此外，在 ８０ ℃以后，两种产品都出现伸长现象， 原因是收缩完全的大分子结构处于高度卷曲状态， 再次 受 到 高 温 处 理， 大 分 子 结 构 松 弛 舒 展， 出 现 伸长。 ２．２．２ 水浴干热两次收缩测试
表 ５ 为仪化产品和进口产品第一次经水浴收缩 和第二次经干热收缩的测试结果。
表 ５ 仪化产品和进口产品两次收缩性能测试结果
１００
１２０ （ 处理 ３０ ｍｉｎ）
１４０
１６０
１８０
０ ３１ ．４ ４７ ．８ ６６ ．０ ７１ ．９ ７９ ．３ ８１ ．６
６０ 水浴温度
８０ （ 处理 ３０ ｍｉｎ）
１００
７ ．２ ３３．３ ７０．９
在干热条件下，仪化产品在 ６０ ℃的干燥空气 下，无收缩，可知储存条件在 ６０ ℃以下；当热处理温 度为 １６０ ℃时，收缩率高达 ８０ ％，并趋于稳定。 这
比文献［７］ 报道的进口高收缩涤纶短纤维的储存温 度高 ４０ ℃，同温度下干热收缩率相比，仪化产品也 要高于进口产品。
图 １ 为仪化产品收缩率与处理方式和温度的 关系。
图 １ 仪化产品收缩率与处理方式和温度的关系
从图 １ 中可以看出，一定温度下，仪化产品在水 浴中的收缩率明显高于干热中的收缩率，当温度为 １００ ℃时，干热收缩率为 ４７％，而沸水收缩率可达到 ７０％左右。 原因是水分子的增塑效应，水分子的渗 入使纤维分子链段更易滑移，其解取向更容易进行。 ２．１．２ 热处理时间对收缩率的影响
一次收缩 处理条件
二次收缩 处理条件
一次收缩率 Ｓ１ ，％
仪化产品
进口产品
二次收缩率 Ｓ２ ，％
仪化产品
进口产品
８５ ℃水浴 ７５ ℃水浴 ６５ ℃水浴
１５０ ℃干热 （样品为湿润状态）
４９ ．３ ４３ ．４ ２ ．７
２８ ．８ ２８ ．９ ２ ．１
－８ ．０ －２ ．５ ４１．１
－１ ．７ －６ ．７ ３２ ．２
２ 结果与讨论
高收缩涤纶短纤维经热处理后，高取向度的非 晶区分子链发生解取向，纤维表现出自动收缩变形 的状态。 而收缩率的大小与热处理的方式、热处理 的温度和时间等因素有关［６］ 。 本文就下游用户使 用需求，针对性对化学改性高收缩涤纶短纤维进行 收缩性能试验，研究不同处理条件对收缩性能的影 响，并对比化学改性的高收缩涤纶短纤维与物理改 性的高收缩涤纶短纤维之间收缩性能的差异。 ２．１ 化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能 ２．１．１ 热处理方式以及温度对收缩率的影响
表 ６ 存放时间对仪化产品和进口产品收缩性能的影响
放置时间
沸水收缩率，％
仪化产品
进口产品
１ｄ
由于测试一和测试二的过程复杂，本文采用束 丝法对收缩率进行测试。 将一小束有序的短纤维用 夹子固定两端，测量夹子间的长度 Ｌ０ ，然后用纱布 包好放入沸水中煮 ３０ ｍｉｎ（ 干热收缩率是在一定温 度的烘箱内热处理 ３０ ｍｉｎ），然后取出纤维测量处 理后两夹子间的距离 Ｌ１ ，随机选样共测 ３０ 束，收缩 率测试偏差 ±２．５％。 计算同公式（１）。
收稿日期： ２０１６ －０２ －２６ 作者简介： 李映（１９８５ －） ，女， 江 苏 东 台 人，硕 士 研 究 生，主 要 从 事 聚酯纤维的研究和新产品开发工作。
１４
合成技术及应用
第 ３１ 卷
２） 水浴干热两次收缩测试。 水浴温度选定为 三个温度点 ６５ ℃、７５ ℃、８５ ℃，分别放入样品 １０ ｓ 后，测试一次收缩率 Ｓ１ ；再将每种试验条件的样品 放入 １５０ ℃鼓风烘箱中 １０ ｍｉｎ，测试二次收缩率 Ｓ２ 。
将单根短纤维施加相应的预加张力，测其原长 度，然后用纱布包好放入沸水中煮 ３０ ｍｉｎ（ 干热收 缩率是在一定温度的烘箱内热处理 ３０ ｍｉｎ），然后 取出纤维在原张力条件下测处理后的长度，随机选 样共测 ３０ 根，收缩率测试偏差 ±２．５％。 计算公式 如下：
Ｓ
＝Ｌ０
－Ｌ１ Ｌ０
×１００％
结构高度取向，使分子状态极不稳定，即使在室温下 存放，由于时温等效，大分子结构也会缓慢地发生解 取向。 化学改性的纤维产品由于大分子链上存在支 链，对缓慢的解取向作用产生一定的位阻效应，而使 收缩率保持稳定；而物理改性的高收缩涤纶短纤维 的大分子结构规整，没有支链，解取向过程很容易发 生，收缩率容易下降，这也是进口产品需低温保存的 主要原因。
从表 ５ 中可以看出，水浴温度在 ７５ ～８５ ℃时， 仪化产品和进口产品一次收缩效果完全，二次干热 １５０ ℃定型无收缩。 但此温度下仪化产品的一次收 缩率明显高于进口产品。 ２．２．３ 产品存放测试
作为高收缩涤纶短纤维产品，其收缩率指标应 该为一定值。 表 ６ 为仪化产品和进口产品在存放不 同时间后，收缩率的变化结果。
高收缩涤纶短纤维的研究开发在近十年越来越 受到人们的关注，由于其潜在的高收缩性能使生产 的产品具有致密、透气、柔软的独特风格，应用非常 广泛，如高档毛毯，仿皮革基布，针刺、水刺用过滤卫 生材料等［１］ 。 不仅如此，生产中利用纤维固有的热 收缩性能，可省去传统的繁琐工序，简化生产流程， 降低设备成本。
摘 要： 通过对化学改性高收缩涤纶短纤维的热收缩性能测试，研究了热处理方式、温度、时间对化学改性高收缩涤 纶短纤维收缩性能的影响。 并与物理改性高收缩涤纶短纤维进行收缩性能对比，结果显示化学改性高收缩涤纶短纤维的 收缩变化温度高 ５ ℃，室温存放三个月，收缩率无明显下降。
关键词： 化学改性 涤纶 高收缩短纤维 收缩性能 中图分类号： ＴＱ３２２．２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００６ －３３４Ｘ（２０１６）０２ －００１３ －０４
第 ３１ 卷 第 ２ 期 ２０１６ 年 ６ 月
研究论文
合成技术及应用 ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０１６
化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能研究
李 映１ ，史利梅１，２ ，张文强３
（１．中国石化仪征化纤有限责任公司研究院，江苏仪征 ２１１９００； ２．江苏省高性能纤维重点实验室， 江苏仪征 ２１１９００； ３．中国石化仪征化纤有限责任公司销售服务部，江苏仪征 ２１１９００）
试验在水浴和干热两种条件下对仪化高收缩涤 纶短纤维进行了处理，见表 ２。 仪化产品在干热和 水浴条件下，收缩率均随温度的升高而增大。 原因 是温度越高，分子运动加剧，非晶区的大分子链段解 取向就越充分，收缩就越大。
表 ２ 不同方式的热处理温度对仪化产品收缩率的影响
项目
温度 ／℃
ห้องสมุดไป่ตู้
收缩率，％
６０
８０
干热温度
市售高收缩涤纶短纤维产品通常采用物理改性 法或化学 －物理改性相结合的方法来制备［２ －５］ ，但 纤维产品的收缩性能参差不齐。 某些进口产品采用 纯物理改性方法生产，虽性能优越，但运输和储存条 件苛刻，要求在干燥的环境中存放，温度低于 ４０ ℃， 储存时间不超过 ３ 个月。 本文就市售高收缩涤纶短 纤维常温 不 易 存 放 和 收 缩 性 能 低 以 及 不 稳 定 等 缺 陷，设计生产出一款新型化学改性高收缩涤纶短纤 维。 文章就此款高收缩涤纶短纤维的热收缩性能做 详细研究讨论，并在应用试验中对比了物理改性进 口高收缩涤纶短纤维产品与此款化学改性高收缩涤 纶短纤维产品的收缩性能差异。
表 ３ 为改变热处理时间仪化产品收缩率的变化 结果。 从表 ３ 中可以看出，沸水和干热空气 １４０ ℃ 条件下，热处理时间为 ５ ｍｉｎ 时，仪化产品已充分收 缩；当时间延长至 ３０ ｍｉｎ 时，仪化产品收缩性能保 持稳定。
表 ３ 热处理时间对仪化产品收缩率的影响
项目
热处理时间 ／ｍｉｎ
收缩率， ％
第２ 期
李 映等．化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能研究
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比仪化产品与进口产品在后道使用过程中的差异。 ２．２．１ 水浴反复收缩测试
表 ４ 为仪化产品与进口产品水浴反复收缩的测 试结果，图 ２ 以表 ４ 中的测试结果所作的对比图。
从表 ４ 和图 ２ 中可以看出，水浴温度在 ６０ ～６５ ℃时，进口产品的收缩率比仪化产品大；而当水浴温 度升至 ７０ ～８０ ℃时，仪化产品的收缩率明显高于进 口产品；进口产品在水浴温度升到 ８０ ℃时已不再收 缩，而仪化产品在接近 ８５ ℃水浴下不再收缩。
１ 试 验
１．１ 原料 仪征化纤责任有限公司生产的高收缩涤纶短纤
维，采用化学改性法在聚酯中添加三单体制备而成， 以下简称仪化产品；目前国内厂家常用的进口高收 缩涤纶短纤维，测试结果为常规涤纶短纤维，未添加 三单体，纤维截面为圆形实心，即采用物理改性法制 备而成，以下简称进口产品。 高收缩短纤维成品性 能指标如表 １ 所示。
参考文献：
［１］ 于宾，焦 晓 宁．高 收 缩 聚 酯 纤 维 及 其 在 非 织 造 材 料 中 的 应 用 ［ Ｊ］ ．产业用纺织品，２０１２，３０（１１） ：３９ －４２．
５ 干热温度
１５ １４０ ℃
３０
７０ ．２ ７０ ．６ ７１ ．９
５
６９ ．２
沸水
１５
７０ ．３
３０
７０ ．９
２．２ 收缩性能对比测试 化学改性的高收缩涤纶短纤维与物理改性的高
收缩涤纶短纤维相比有很多差异，就本文中仪化产 品与进口产品相比，两者生产过程的本质差别就是 仪化产品加入了三单体，使原本的大分子直链产生 支链的结构，再结合物理改性的方法制备了高收缩 涤纶短纤维。 仪化产品的缺点是熔点比常规涤纶短 纤维低，在 ２２０ ℃左右，高温定型时手感偏硬；优点 是带支链的高取向结构稳定，６０ ℃以下环境都可用 于储存。 为排除化学改性高收缩涤纶短纤维用户的 使用顾虑，文章模拟用户生产过程中的使用条件，对
此外，在 ８０ ℃以后，两种产品都出现伸长现象， 原因是收缩完全的大分子结构处于高度卷曲状态， 再次 受 到 高 温 处 理， 大 分 子 结 构 松 弛 舒 展， 出 现 伸长。 ２．２．２ 水浴干热两次收缩测试
表 ５ 为仪化产品和进口产品第一次经水浴收缩 和第二次经干热收缩的测试结果。
表 ５ 仪化产品和进口产品两次收缩性能测试结果
１００
１２０ （ 处理 ３０ ｍｉｎ）
１４０
１６０
１８０
０ ３１ ．４ ４７ ．８ ６６ ．０ ７１ ．９ ７９ ．３ ８１ ．６
６０ 水浴温度
８０ （ 处理 ３０ ｍｉｎ）
１００
７ ．２ ３３．３ ７０．９
在干热条件下，仪化产品在 ６０ ℃的干燥空气 下，无收缩，可知储存条件在 ６０ ℃以下；当热处理温 度为 １６０ ℃时，收缩率高达 ８０ ％，并趋于稳定。 这
比文献［７］ 报道的进口高收缩涤纶短纤维的储存温 度高 ４０ ℃，同温度下干热收缩率相比，仪化产品也 要高于进口产品。
图 １ 为仪化产品收缩率与处理方式和温度的 关系。
图 １ 仪化产品收缩率与处理方式和温度的关系
从图 １ 中可以看出，一定温度下，仪化产品在水 浴中的收缩率明显高于干热中的收缩率，当温度为 １００ ℃时，干热收缩率为 ４７％，而沸水收缩率可达到 ７０％左右。 原因是水分子的增塑效应，水分子的渗 入使纤维分子链段更易滑移，其解取向更容易进行。 ２．１．２ 热处理时间对收缩率的影响
一次收缩 处理条件
二次收缩 处理条件
一次收缩率 Ｓ１ ，％
仪化产品
进口产品
二次收缩率 Ｓ２ ，％
仪化产品
进口产品
８５ ℃水浴 ７５ ℃水浴 ６５ ℃水浴
１５０ ℃干热 （样品为湿润状态）
４９ ．３ ４３ ．４ ２ ．７
２８ ．８ ２８ ．９ ２ ．１
－８ ．０ －２ ．５ ４１．１
－１ ．７ －６ ．７ ３２ ．２
２ 结果与讨论
高收缩涤纶短纤维经热处理后，高取向度的非 晶区分子链发生解取向，纤维表现出自动收缩变形 的状态。 而收缩率的大小与热处理的方式、热处理 的温度和时间等因素有关［６］ 。 本文就下游用户使 用需求，针对性对化学改性高收缩涤纶短纤维进行 收缩性能试验，研究不同处理条件对收缩性能的影 响，并对比化学改性的高收缩涤纶短纤维与物理改 性的高收缩涤纶短纤维之间收缩性能的差异。 ２．１ 化学改性高收缩涤纶短纤维的收缩性能 ２．１．１ 热处理方式以及温度对收缩率的影响
表 ６ 存放时间对仪化产品和进口产品收缩性能的影响
放置时间
沸水收缩率，％
仪化产品
进口产品
１ｄ