废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料的制备及其力学性能研究

围绕废旧涤纶纺织品产量大,无法有效降解和难以回收利用等多处痛点,以及汉麻秆焚烧造成环境污染的问题。以废旧涤纶织物为基体材料,废弃汉麻秆为增强材料,水性环氧树脂胶液为胶粘剂,采用物理共混和模压成型的方法制备了一种绿色环保的复合材料。首先采用傅里叶红外光谱和力学性能测试分析了碱处理汉麻秆粉末对复合材料力学性能的影响;然后通过单因子实验和正交试验探究了汉麻秆质量分数和热压工艺参数对复合材料的力学性能的影响。结果表明:碱处理能有效去除汉麻秆粉的半纤维素与部分木质素及其他杂质,提高了复合材料的力学性能;当汉麻秆质量分数30%、热压温度为180℃、热压时间为15min、热压压力为10MPa时,废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料的力学性能达到最优,复合材料的内结合强度、弯曲强度及弯曲模量分别为5.17MPa、37.7MPa和3479MPa。

碱处理对废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料性能影响研究

为解决汉麻秆粉末与疏水性聚合物基体间界面相容性差的问题,以8%(质量分数)NaOH溶液为改性剂对汉麻秆进行碱处理,再制备废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料。通过力学性能测试,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)等技术手段,对复合材料性能进行研究。结果表明:对汉麻秆进行碱处理后,汉麻秆粉末表面被刻蚀,粗糙度增加,非纤维素成分溶解,与基体之间的结合力增大。相较未经碱处理制备的废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料,碱处理制备的复合材料弯曲强度提升了25.0%,内结合强度提升了29.7%;玻璃化转变温度和结晶温度分别由71.2℃和216.5℃上升至79.1℃和220.7℃,界面相容性得以改善;结晶度减小。

废旧涤纶织物制备水性聚氨酯及其阻燃改性研究

进行了废旧涤纶织物的乙二醇醇解,探究最优醇解条件后,以醇解产物对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、含磷阻燃剂四羟甲基硫酸磷(THPS)等为原料,制备了阻燃性能及服用力学性能俱佳的阻燃改性水性聚氨酯及阻燃改性涤纶织物。结果表明,在涤纶与乙二醇质量比为1∶4,反应温度为196℃,反应时间为5 h时,涤纶织物的醇解率最高且成本最低;在再生水性聚氨酯的R=1.4,n(—NCO)/n(—OH)=4,DMPA%=5%,TMP%=3%,中和度100%,阻燃剂THPS与聚氨酯乳液的体积比为1∶2时,得到的阻燃改性聚氨酯乳液外观均匀且贮存稳定。涤纶织物经乳液浸渍、烘干后,可获得优良的服用性能及阻燃功能,平均经向断裂强力可达60 N/5 cm,极限氧指数可达29.7%,垂直燃烧损毁长度可低至11.75 cm,可到达UL94-V0级。

基于废旧涤纶制备水性聚氨酯高分子染料及其性能

以废旧涤纶的醇解产物为原料,得到对苯二甲酸双羟乙酯,并基于此聚合得到水性聚氨酯高分子染料。采用异佛尔酮二异氰酸酯、2,2-双羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、1,4-二羟基蒽醌、三乙胺制备水性聚氨酯高分子染料分散液,并考察其黏度、表面张力、热稳定性,以及织物的染色性能和耐摩擦色牢度。结果表明:当1,4-二羟基蒽醌与1,4-丁二醇的质量比为3∶7时,水性聚氨酯高分子染料具有良好的染色性能和较高的耐摩擦色牢度。