聚丁二酸丁二醇酯长丝加弹过程的结构与性能变化

发布时间：2022-07-16 18:09

　　从二十世纪初成功合成高分子酚醛树脂,到二十世纪中期聚乙烯和聚丙烯等通用合成高分子材料的开发与应用,再到后来的塑料、橡胶、纤维、涂料等,合成高分子材料已在各个领域得到广泛应用。但由于大多数合成高分子材料在自然条件下降解缓慢,通过填埋、焚烧等处理方法又会造成环境的二次污染,从而对环境治理带来很大的压力。因此,研究开发可降解的高分子材料成为国内外研究热点。其中,脂肪族聚酯因其具有良好生物相容性以及可在自然微生物作用下降解等特性,已成为研究生物可降解材料的主要方向之一。如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）,加工性能和机械性能优良,被广泛应用于农用地膜、食品包装等塑料制品。但由于其熔体稳定性差、熔体强度低、结晶度高等原因,PBS的纺丝、后加工难度大,使得PBS在纤维领域应用较慢。近年来,PBS预取向丝（POY）和PBS牵伸丝（DY）的制备取得了较大突破,达到了中试规模。然而,在对PBS-POY（以下简称POY）或PBS-DY（以下简称DY）进行加弹制备PBS-DTY（以下简称DTY）,发现了以下几个问题:（1）POY的集束性差,尤其是经牵伸后单丝间发散现象严重;（2）POY在牵伸加弹过程中易产生较多的“... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 可生物降解材料
        1.2.1 可生物降解材料分类
        1.2.2 可生物降解材料应用
    1.3 可生物降解脂肪族聚酯
        1.3.1 聚羟基烷酸酯(PHA)
        1.3.2 聚己内酯(PCL)
        1.3.3 聚乳酸(PLA)
        1.3.4 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)
    1.4 聚丁二酸丁二醇酯研究进展
        1.4.1 PBS结构与性能
        1.4.2 PBS塑料改性研究进展
        1.4.3 PBS纤维研究进展
    1.5 纤维加弹技术发展
        1.5.1 假捻原理
        1.5.2 假捻器分类
        1.5.3 影响加弹过程与产品质量的因素
            1.5.3.1 POY质量
            1.5.3.2 纺丝油剂性能
            1.5.3.3 纤维制备过程中“白粉”
            1.5.3.4 加弹机工艺参数
    1.6 研究目的及内容
第二章 纺丝油剂对POY性能影响
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器与设备
        2.2.3 油剂乳液配制
        2.2.4 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 纺丝油剂性能
            2.3.1.1 原油和乳液外观及有效成分
            2.3.1.2 原油和乳液pH值和电导率
            2.3.1.3 原油红外光谱分析
            2.3.1.4 原油运动粘度
            2.3.1.5 原油和乳液表面张力
            2.3.1.6 原油油膜强度
        2.3.2 POY性能随存放时间的变化
            2.3.2.1 表面形貌
            2.3.2.2 含油率
            2.3.2.3 动/静摩擦系数
            2.3.2.4 体积比电阻
    2.4 本章小结
第三章 纤维制备过程白粉成因分析
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料
        3.2.2 实验仪器与设备
        3.2.3 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 白粉结构与性能
            3.3.1.1 ~1H NMR和~(13)C NMR分析
            3.3.1.2 红外光谱图(FTIR)分析
            3.3.1.3 DSC分析
            3.3.1.4 TG分析
            3.3.1.5 凝胶渗透色谱分析(GPC)
            3.3.1.6 质谱分析
            3.3.1.7 XRD分析
        3.3.2 白粉产生与形成
            3.3.2.1 低聚物的产生
            3.3.2.2 PBS白粉迁移过程
    3.4 本章小结
第四章 加捻-退捻模拟设备上DTY制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料设备
        4.2.2 实验方法
            4.2.2.1 拉伸丝(DY)制备工艺流程
            4.2.2.2 假捻丝(DTY)制备工艺流程
        4.2.3 纤维性能的测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 POY拉伸前后结构与性能的变化
            4.3.1.1 拉伸温度和拉伸倍数对DY力学性能的影响
            4.3.1.2 拉伸温度和拉伸倍数对DY取向度的影响
            4.3.1.3 拉伸温度和拉伸倍数对DY结晶性能的影响
        4.3.2 POY假捻处理前后结构与性能的变化
            4.3.2.1 假捻温度和假捻度对DTYP假捻张力的影响
            4.3.2.2 假捻温度和假捻度对DTYP力学性能的影响
        4.3.3 DY假捻处理前后结构与性能的变化
            4.3.3.1 假捻温度和假捻度对DTYD假捻张力的影响
            4.3.3.2 假捻温度和假捻度对DTYD力学性能的影响
            4.3.3.3 假捻温度和假捻度对DTYD晶体取向度的影响
            4.3.3.4 假捻温度和假捻度对DTYD结晶性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 PBS-DTY的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料与设备
        5.2.2 纺丝
            5.2.2.1 PBS-POY制备
            5.2.3.2 PBS-DY制备
            5.2.2.3 PBS-POY/DY制备DTY
        5.2.3 测试与表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 DY性能分析
            5.3.1.1 拉伸温度对DY力学性能的影响
            5.3.1.2 牵伸倍数对DY力学性能的影响
            5.3.1.3 POY和DY的结晶和取向
        5.3.2 POY-DTY性能分析
            5.3.2.1 D/Y对DTYP结构与性能的影响
            5.3.2.2 牵伸倍数对DTYP结构与性能的影响
            5.3.2.3 变形温度对DTYP结构与性能的影响
        5.3.3 DY-DTY性能分析
            5.3.3.1 牵伸倍数对DTYD结构与性能的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乳酸及其共聚物单丝的体外降解性能[J]. 杨彩红,马凤仓,高晨光,康亚红,张国艺,姜洪焱.  高分子材料科学与工程. 2019(11)
[2]聚羟基脂肪酸酯作为农药载体的研究进展[J]. 陈歌,许春丽,徐博,冉刚超,曹冲,赵鹏跃,曹立冬,黄啟良.  农药学学报. 2019(Z1)
[3]生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展[J]. 詹世平,万泽韬,王景昌,阜金秋,赵启成.  化工进展. 2020(01)
[4]浅谈废弃塑料的危害及解决之道[J]. 丁丽媛,葛峻杰,王潇然.  资源节约与环保. 2019(09)
[5]3D打印聚己内酯多级管道支架促进梗死后心肌修复[J]. 黄世兴,雷东,杨骐,陈闻一,游正伟,叶晓峰.  国际心血管病杂志. 2019(05)
[6]不同生物质复合材料3D打印成型及其性能对比[J]. 焦艳霞,周宇涵,刘阿敏,陈泳,顾海,雷蕾.  广州化学. 2019(05)
[7]多级拉伸挤出制备右旋聚乳酸/左旋聚乳酸复合材料的结构与性能[J]. 朱一凡,李姜,郭少云.  高分子材料科学与工程. 2019(09)
[8]可降解塑料聚乳酸（PLA）国外研发热点与前沿透视[J]. 魏风军,杨冰冰.  今日印刷. 2019(09)
[9]PBS/增塑淀粉复合材料的制备与性能[J]. 黄勇,刘俊红,秦金晶,刘峻川.  塑料. 2019(04)
[10]国内生物降解地膜研究进展[J]. 余旺,王朝云,易永健,谭志坚,汪洪鹰,李懋,杨媛茹.  塑料科技. 2019(12)

博士论文
[1]层状粘土改性脂肪族聚酯纳米复合材料的制备、结构和性能研究[D]. 毛龙.湖南工业大学 2018
[2]短碳链二元酸二元醇脂肪族聚酯及其性能研究[D]. 杨群.东华大学 2011
[3]EO/PO无规聚醚的合成表征及应用研究[D]. 郭建国.东华大学 2011
[4]生物可降解脂肪族/芳香族共聚酯（PBST）纤维的制备及其性能研究[D]. 许新建.东华大学 2007
[5]成纤用生物降解性聚丁二酸丁二醇—共—对苯二甲酸丁二醇酯（PBST）的合成及结构性能研究[D]. 李发学.东华大学 2006

硕士论文
[1]生物基聚酯的合成及PBS共混体系的性能研究[D]. 张成龙.长春工业大学 2019
[2]生物降解聚酯弹性体粒子改性PBS的研究[D]. 唐卓华.青岛科技大学 2019
[3]纤维素纳米晶表面酯化改性及其增强聚丁二酸丁二醇酯研究[D]. 吴灿清.浙江理工大学 2019
[4]混合菌群利用粗甘油合成聚羟基烷酸酯（PHA）的研究[D]. 刘莹.哈尔滨工业大学 2018
[5]改性高岭土对聚丁二酸丁二醇酯膨胀阻燃体系性能的影响及机理研究[D]. 谷玲玲.北京化工大学 2018
[6]细旦异形涤纶FDY油剂的制备及应用性能研究[D]. 张永明.天津工业大学 2018
[7]PHA长丝类织物服用性能及风格特征研究[D]. 陈翠婷.苏州大学 2018
[8]离子型表面活性剂对纺丝油剂乳液性能的影响[D]. 邵建楠.天津工业大学 2018
[9]纱线动态摩擦系数测量系统及测试方法的研究[D]. 谢军.天津工业大学 2018
[10]可生物降解PBS的合成及纤维制备[D]. 周邓飞.浙江理工大学 2016



本文编号：3663012