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博士学位论文





论文题目高岭土改性聚酯纤维的结构和性能研究

研究生姓名张瑞欣
指导教师姓名陈国强
专业名称纺织化学与染整工程
研究方向纺织物整理
论文提交日期 2010-9-21
高岭土改性聚酯纤维的结构和性能研究提要

高岭土改性聚酯纤维的结构和性能研究
提要

本研究的目标是通过制备不同高岭土含量的聚酯纤维,探讨高岭土含量对聚酯纤
维结构和性能的影响规律,探讨高岭土改性聚酯纤维的染色性能,为开发高岭土改性
聚酯纤维和高附加值的聚酯纤维提供理论和实际指导。
本文综述了高岭土的结构特征和改性、聚合物/高岭土复合材料的研究现状和聚
酯纤维改性的技术现状。采用共混法制备了高岭土母粒,再纺成高岭土母粒含量分别
为 2%(PET-KL2)、4%(PET-KL4)和 6%(PET-KL6)的三种高岭土改性聚酯纤维
(100dtex)。探讨了高岭土改性聚酯纤维的物理机械性能、吸湿性、沸水收缩率和
抗紫外性能变化规律。结果表明,聚酯中加入高岭土,断裂强度和杨氏模量随着高岭
土含量的增加而下降;吸湿性随着高岭土含量的增加而大幅度提高;沸水收缩率随着
高岭土含量的增加有所下降;高岭土改性聚酯纤维具有很好的抗紫外性能。
用 X-射线衍射仪研究了高岭土对聚酯纤维的结晶结构的影响,探讨了纤维保持
原长热处理条件下对高岭土改性聚酯纤维的结晶结构的影响。结果表明,加入高岭土
后聚酯纤维[100]晶面、[ 110]晶面的晶粒尺寸有所下降,而[010]晶面的晶粒尺寸有
所增加。随着高岭土含量的增加,纤维的结晶度下降、晶区取向指数略有下降。纤维
经保持原长热处理,能增加晶粒尺寸,提高纤维的结晶度,晶粒尺寸变化与热处理条
件有关。
用DMA研究了定长热处理对高岭土改性聚酯纤维(PET-KL2和PET- KL6)热机
械性能和TGA-DSC热性能的影响,结果表明,未经热处理的不同含量的高岭土改性
聚酯纤维存在两个玻璃化转变温度,而经热处理后,仅存在一个玻璃化转变温度。聚
酯基体中加入高岭土,在40-60%的纤维失重范围内,聚酯纤维、高岭土改性聚酯纤
维的热失重分解温度基本不变,其熔融特征温度的变化也较小。用DSC研究了高岭土
改性聚酯纤维(PET-KL4)的非等温结晶动力学参数,结果表明,加入高岭土,纤维
的熔点、结晶温度增加,结晶完成的时间缩短,结晶速率升高。
I
提要高岭土改性聚酯纤维的结构和性能研究
考察了三种染色方法对高岭土改性聚酯纤维染色性能的影响规律,研究了高岭土
改性聚酯纤维的高温染色、载体染色和碱性染色。结果表明,高温染色时高岭土改性
聚酯纤维在低温区的上染率、K/S 值和上染速率明显高于纯聚酯纤维,而在高温区的
上染率、K/S 值的和上染速率则差异较小;不同含量高岭土改性的聚酯纤维的染色性
能的差异不大。高岭土改性聚酯纤维适合用载体染色方法。通过正交试验比较了五种
匀染剂组份对染色性能的影响,在此基础上制备了碱性匀染剂,并应用于耐碱性分散
染料的碱性染料工艺。与酸性条件染色相比,高岭土改性聚酯纤维 PET-KL4 在碱性
条件下的上染率较高,而碱性条件下不同 pH 值之间的上染率和 K/S 值的差别较小。
PET-KL4 纤维在碱性条件下的染色不匀度较酸性染色条件小。

关键词:高岭土,聚酯纤维,热性能,纤维结构,染色性能




作者:张瑞欣
指导教师:陈国强
II
Study on structure and properties of kaolin modified polyester fiber Abstract

Study on structure and properties of kaolin
modified polyester fiber
Abstract

The aim of this paper is to discuss the effect of kaolin content on the structure and
properties of polyester fiber and the dyeing properties of kaolin modified polyester fiber.
The result provides theoretical and practical guidance for the development of kaolin
modified polyester fiber and high value-added polyester fibe