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聚乳酸纤维耐热性和耐酸碱性研究

作　者: 绪娟
导　师: 郭建生
学　校: 东华大学
专　业: 纺织工程
关键词: 聚乳酸纤维 耐热性 耐碱性 耐酸性
分类号: TQ342
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


走过了半世纪以上的艰难历程,聚乳酸已可作为现有石油系塑料、合成纤维及薄膜的替代材料。聚乳酸纤维具有手感柔软、光泽柔和、服用舒适、强伸度高等优点,但也存在耐热性和耐酸碱性差等突出问题。本文针对聚乳酸纤维实际生产应用中存在的问题,在对聚乳酸纤维结构进行表征和分析的基础上,对其耐湿热性、耐干热性、耐酸碱性能进行了深入研究。期望通过这些研究,更深入地了解聚乳酸纤维的结构和性能,为聚乳酸纤维性能的改善、纤维和织物的加工处理条件的确定提供参考依据。本文采用扫描电子显微镜、广角X-射线衍射仪、差示扫描量热仪、红外光谱仪对未经处理和经过不同干热和湿热、酸碱溶液处理的聚乳酸纤维的各项性能进行了测试研究。其中纤维的结构和性能主要包括：纤维的形态结构以及微观结构、纤维的强伸性、收缩率、失重率以及热学性能,还包括处理前后织物的性能包括：白度、透气性和悬垂性。通过实验和分析得知,聚乳酸纤维耐湿热性比其耐干热性差。在100℃以上的温度湿热处理时,纤维会发生严重的收缩和较大断裂强力损失；织物出现手感硬化、失去光泽。仪器分析结果表明,在高温湿热处理时,聚乳酸结晶结构发生了变化,主链发生了部分断裂,次价键结合力减弱。聚乳酸纤维的耐干热性能较好,在110℃以下干热处理时,聚乳酸纤维收缩率较小,强力降低较少,织物白度所受影响较小；温度超过130℃的长时间干热处理易导致纤维发生降解；当干热处理温度为150℃时,结晶结构已经发生了变化。pH=11的强碱溶液对聚乳酸纤维性能的损伤较大。高温烧碱处理使得分子链发生断裂,纤维的各项性能变差,织物的舒适性和外观性能受到较大破坏。在低中温下,pH=9.4的烧碱溶液基本不会对聚乳酸纤维及其织物造成大的损伤,属于生产实践的安全碱处理条件。当处理温度低于100℃时,pH=3.2的强酸性溶液对纤维及其织物的损伤较小。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-22
  1.1 引言  11
  1.2 聚乳酸纤维的发展  11-12
  1.3 聚乳酸纤维的生产过程  12-13
  1.4 聚乳酸纤维的性能  13-17
  1.5 聚乳酸纤维的应用  17-19
  1.6 聚乳酸纤维研究的现状和存在的问题  19-20
  1.7 本课题的研究目的、主要内容及意义  20-22
第二章 实验设备及实验方法  22-26
  2.1 实验原料与药品  22
  2.2 实验仪器设备  22
  2.3 实验方法  22-26
第三章 聚乳酸纤维结构表征  26-32
  3.1 红外光谱分析  26-28
  3.2. 形态结构分析  28
  3.3 广角X-射线衍射分析  28-30
  3.4 差示扫描量热法分析  30-31
  3.5 本章小结  31-32
第四章 聚乳酸纤维的耐湿热性能研究  32-41
  4.1 湿热处理条件对聚乳酸纤维收缩率的影响  32-34
  4.2 湿热处理条件对聚乳酸纤维强伸性的影响  34-35
  4.3 高温湿热处理对聚乳酸纤维结晶结构的影响  35-36
  4.4 湿热处理后聚乳酸纤维的热性能变化  36-37
  4.5 湿热处理对聚乳酸织物的白度的影响  37-38
  4.6 湿热处理对聚乳酸织物透气性的影响  38-39
  4.7 湿热处理对聚乳酸织物手感的影响  39-40
  4.8 本章小结  40-41
第五章 聚乳酸纤维的耐干热性能研究  41-52
  5.1 干热处理条件对聚乳酸纤维的收缩率的影响  41-43
  5.2 干热处理条件对聚乳酸纤维强伸性的影响  43-45
  5.3 干热处理条件对聚乳酸纤维失重率的影响  45-46
  5.4 干热处理后聚乳酸纤维的热性能变化  46-48
  5.5 干热处理对聚乳酸纤维结晶结构的影响  48-49
  5.6 干热处理对聚乳酸织物的白度的影响  49-50
  5.7 干热处理对聚乳酸织物透气性的影响  50
  5.8 干热处理对聚乳酸织物手感的影响  50-51
  5.9 本章小结  51-52
第六章 聚乳酸纤维的耐酸碱性研究  52-61
  6.1 聚乳酸纤维与酸碱溶液发生反应的机制  52-53
  6.2 酸碱溶液浓度和温度对聚乳酸纤维失重率的影响  53-54
  6.3 酸碱处理对聚乳酸纤维形态结构的影响  54-55
  6.4 酸碱处理对聚乳酸纤维微观结构的影响  55-57
  6.5 酸碱处理对聚乳酸纤维强度的影响  57-58
  6.6 酸碱处理对聚乳酸织物的白度的影响  58-59
  6.7 酸碱处理对聚乳酸织物透气性的影响  59-60
  6.8 酸碱处理对聚乳酸织物手感的影响  60
  6.9 本章小结  60-61
第七章 结论  61-62
参考文献  62-65
附录  65-72
攻读硕士学位期间发表论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 合成纤维
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