生物基PA 56/PET共混纤维与混纤复合丝的制备及性能研究

以生物基聚酰胺56(PA 56)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,分别通过共混纺丝、网络混纤制备PA 56/PET共混纤维、PA 56/PET混纤复合丝,研究了不同PA 56含量的PA 56/PET共混纤维的成纤性能、力学性能及染色性能,以及不同网络压力下PA 56/PET混纤复合丝的染色效果及其织物风格。结果表明:在PET中添加PA 56共混纺丝,当PA 56质量分数为20%时,PA 56/PET共混纤维具有较好的力学性能及染色性能,纤维断裂强度4.2 cN/dtex、断裂伸长率25%、条干不匀率0.96%,采用分散染料染色后纤维织物染色均匀性达灰卡标准5.0级,且染色深度比纯PET纤维织物的深;将PET纤维与PA 56纤维按5050混纤,在网络压力0.08~0.30 MPa下混纤效果好,混纤复合丝断裂强度4.0~4.2 cN/dtex、断裂伸长率24%~25%、条干不匀率1.17%~1.44%,选择不同类型的染料染色后混纤复合丝具有同染异色、同浴异染的效果,其织物的染色均匀性在2.5~3.5级,呈现明显的异彩条纹风格。

碳纤维和玻璃纤维混杂增强生物基PA56复合材料制备及性能

通过双螺杆挤出机连续进纤的方式制备出碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混杂增强生物基PA56复合材料(生物基PA56/CF/GF),研究分析CF与GF不同混杂比对其结构和性能的影响。研究结果表明,所制备的复合材料密度均低于1.5 g/cm^(3),CF与GF纤维在复合体系中与生物基PA56充分黏结在一起;不同混杂比纤维的加入,复合材料的力学性能与纯PA56相比显著提高,当CF与GF体积分数为2∶1混杂时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为182.2 MPa,是纯生物基PA56的1.48倍;弯曲强度为252.2 MPa,弯曲弹性模量达到13 052 MPa,是纯生物基PA56的1.78倍和3.58倍;缺口冲击强度可以达到9.3 kJ/m^(2),是纯生物基PA56的2.1倍;复合材料的热分解温度略有升高。该复合材料密度低、力学性能优良、热性能稳定,完全符合以塑代钢的绿色理念。综合分析,该复合材料有着较高的附加值,可以应用在风力发电叶片等领域。

混纺比对生物基锦纶56短纤/棉混纺纱力学性能的影响

针对新型生物基锦纶56的基础纺纱数据不足问题,制备了锦纶56短纤纯纺纱、纯棉纱及多种混纺比的锦纶56短纤/棉混纺纱,并分别测试了纤维、纯纺纱和混纺纱的拉伸力学性能,通过建立纤维模型和纯纺纱强度模型对混纺纱强度进行预测。结果表明:纯纺纱预测曲线上混纺纱最小强度点及整体趋势与试纺数据拟合度较好,通过纯纺纱模型可预测锦纶56短纤/棉混纺纱强度。以纤维模型为基础,利用纱线中纤维强度利用率对纤维模型进行修正,修正的纤维模型与纯纺纱模型预测结果相近,可省去纯纺纱试纺流程,快速完成混纺纱强度预测。

原位聚合生物基聚酰胺56-聚乙二醇复合物的制备及纤维成形

利用生物质原料研究可持续发展的聚合物及其制品已经成为学术界和产业界的热点。文中将聚乙二醇1000(PEG1000)进行端羧基改性,并与生物基聚酰胺56盐(PA56盐)和戊二胺共聚制备了不同PEG1000含量的PA56/PA56-co-PEG复合物。通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对复合物的分子结构进行了表征,通过四探针和接触角对聚合物膜的电阻率和亲水性进行了测定。将复合物进行熔融纺丝,研究了纤维的力学性能和保水性。结果表明,PA56/PA56-co-PEG复合物的热分解温度比PA56略有降低,但仍均远高于PA56的加工温度。并且复合物膜的电阻率达4×10^(4)Ω·cm,显示良好的抗静电性,加入18%PEG1000共聚后复合纤维的拉伸强度和断裂伸长率分别提高56.2%和100%,保水率提高了194.6%。

纺丝液浓度对PA 56纳米纤维膜结构与过滤性能的影响

以相对黏度2.71的聚酰胺56(PA 56)为原料,以甲酸/乙酸为溶剂,配制PA 56质量分数为20%~26%的纺丝液,通过静电纺丝制备生物基PA 56纳米纤维膜,研究纺丝液浓度对PA 56纳米纤维膜结构与过滤性能的影响。结果表明:PA 56纳米纤维膜表面光滑、无串珠、纳米纤维连续且排列紧密,且纤维直径呈现明显的梯度结构;随纺丝液浓度增加,PA 56纳米纤维膜的纤维直径、膜孔径增大,纤维平均直径为164.5~275.6 nm,膜平均孔径为0.920~2.276μm;随纺丝液浓度增加,PA 56纳米纤维膜的过滤效率(η)、过滤阻力(ΔP)均减小,过滤品质因子(Q)增大;纺丝液中PA 56质量分数为26%时,PA 56纳米纤维膜的综合过滤性能最好,η为93.25%,ΔP为107.6 Pa,Q为0.0251 Pa^(-1)。

生物基锦纶56纤维染色研究进展

生物基锦纶56纤维因其绿色环保、性能优异等优点,被广泛应用于服装服饰、家居等纺织各领域,但其染色应用研究主要从近10年开始,而且存在理论研究支撑不足等问题。文中从生物基锦纶56纤维的结构特点出发,分别归纳总结了酸性染料、活性染料及还原染料对生物基锦纶56纤维及其混纺织物的国内外染色应用现状,为后续锦纶56纤维纯纺及混纺织物染色提供指导。

聚酰胺56纤维中铜离子含量测定的影响因素分析

分析样品制备、溶解和萃取的条件及步骤对聚酰胺56纤维中铜离子含量测定结果的影响。试验确定各步骤的优化条件如下:样品事先进行清洗,样品量为0.5~1 g;溶解聚酰胺56纤维的硫酸溶液的浓度为5~7 mol·L^(-1),溶解温度为50~80℃,溶解时间为50 min以上;萃取步骤的搅拌转速为600 r·min^(-1),采用中号转子,萃取时间为30 min,萃取液静置时间为8 min。以上优化条件下聚酰胺56纤维中铜离子含量测定结果较准确。

生物基锦纶56和锦纶66的结构与吸放湿性能评价

为系统分析生物基锦纶56与锦纶66的吸放湿性能,在标准状态下对不同规格纤维进行对比研究。测试了生物基锦纶56、锦纶66弹力丝及短纤维的吸湿、放湿和干燥特征曲线,并由此推导出4种纤维在标准状态下达到吸湿、放湿和干燥平衡过程中,回潮率或含水率对时间的回归方程,以及吸湿、放湿和干燥速率方程。结果表明:标准大气条件下,与锦纶66相比,生物基锦纶56的吸湿、放湿平衡回潮率大,吸湿、干燥速率大,初始放湿速率略小,但随着时间的延长,生物基锦纶56的放湿速率大于锦纶66;4种纤维的吸湿等温线均呈反S形,在高湿度环境下生物基锦纶56的干燥性优于锦纶66,即生物基锦纶56具有较好的快干性能。

生物基聚酰胺56纤维的热降解动力学及其热解产物

生物基聚酰胺56(PA56)纤维是由生物基1,5-戊二胺和石油基1,6-己二酸聚合制备而成的新型生物基材料。为探究生物基PA56纤维的热稳定性,分别在氮气氛围中测定其在不同升温速率下的热降解过程,并计算其热降解动力学参数,同时分析了生物基PA56纤维在热降解过程中的主要热降解气相产物。结果表明:生物基PA56纤维的热失重曲线及热降解动力学参数对升温速率具有显著依赖性,采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Coasts-Redfern法获得的生物基PA56纤维的活化能分别为235.00、217.23和232.18 kJ/mol,可推测其热降解机制为F1型,热降解过程中产生的主要气相产物为CO_(2)、环戊酮和1,5-戊二胺。

不同截面生物基锦纶56纤维吸温放湿性能研究

对比研究不同截面生物基锦纶56纤维的吸湿、放湿和干燥性能。在标准大气条件下,测定异型截面和圆形截面生物基锦纶56长丝的吸湿、放湿和干燥曲线,推导两种纤维在吸湿、放湿和干燥平衡过程中回潮率或含水率对于时间的回归方程,以及吸湿、放湿和干燥速率方程。结果表明,异型截面生物基锦纶56纤维的吸湿回潮率、放湿回潮率和干燥含水率分别为5.18%、5.45%、5.46%,初始吸湿速率、初始放湿速率和初始干燥速率分别为0.60、0.37、0.24 g/min,均高于圆形截面生物基锦纶56纤维。

生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的应用研究进展

针对我国目前高度依赖进口石油和聚酰胺66主要原料己二胺被国外公司垄断的局面,顺应我国早日实现碳中和的战略目标,在简要回顾生物基聚酰胺发展历程的基础上,对生物基聚酰胺56纤维的特性作了详细描述,对其制备技术与应用领域的研究进展进行了综述。生物基聚酰胺56纤维具有良好的力学性能、吸湿性、柔软性、耐磨性、染色性、耐热性、耐化学性与阻燃性,适合应用于服装、家纺、产业用纺织品等领域,但生物基聚酰胺56纤维大规模推广还面临生物原料供给与成本控制、生产中能耗降低及副产物综合利用等问题,今后需要继续在生物基单体发酵与纯化、聚合、纺丝及应用等领域加大研发投入,不断降低生产成本,才能促进生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的大规模应用。

生物基锦纶56与锦纶66性能对比研究

对生物基锦纶56与锦纶66的吸湿性能、耐酸碱性能、染色性能以及锦纶织物的阻燃性能进行对比研究。结果表明,生物基锦纶56的吸湿快干性优于锦纶66,虽然耐酸碱性略差,但仍可满足生产加工与使用需要;生物基锦纶56本体具有阻燃性能,其极限氧指数可达32.0%以上,通过与其他纤维混纺可满足各类防护服装的阻燃需要;生物基锦纶56可采用酸性、中性、活性染料染色,染色成品得色深,K/S值均可达到16以上,并且色牢度在4级以上,可以满足各类混纺针织服装的染色和印花要求。

锦纶纤维酸性染料染色动力学对比研究

选用酸性蓝NHFS研究了3种锦纶纤维(生物基PA56、PA6和PA66)的染色动力学数据并进行了对比。通过测定上染速率曲线,计算出了扩散系数、染色速率常数及半染时间,探讨了锦纶56结构与染色性能的关系。结果表明:生物基锦纶56的扩散系数明显高于锦纶6和锦纶66,染色速率常数也明显高于锦纶6和锦纶66,半染时间最短;3种锦纶纤维在相同的染色温度下各自的半染时间染色后,锦纶56染色后的K/S值明显高于锦纶6、锦纶66。因此采用酸性蓝NHFS对锦纶56进行染色时,需要较短时间就可得到较深的颜色。

生物基聚酯与聚酰胺纤维的研发进展

为促进我国化纤行业转型升级与持续发展,对以生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚呋喃二甲酸乙二醇酯纤维、聚呋喃二甲酸丙二醇酯纤维,以及生物基聚酰胺56纤维为代表的生物基聚酯、聚酰胺纤维的国内外生产现状,市场需求、技术发展及趋势进行了综述,对全球生物基纤维专利的分布、各主要开发机构的专利战略及技术情况进行了梳理及剖析。在此基础上结合国内高分子材料产业实际,对我国生物基聚酯、聚酰胺纤维的发展建言应重点攻关生物基乙二醇、对苯二甲酸、己二胺等战略性生物基单体制备的核心技术,同时就重点任务和发展路径提出了建议。

生物基锦纶56短纤维梳理工艺优化及静电评价

为了改善生物基锦纶56(PA56)静电严重,可纺性差的缺陷,对PA56短纤维进行抗静电处理并优化梳理工艺。采用手持式静电仪监测了纤维在梳理过程中纤维喂入处、出口处和成卷处的静电势变化,以探究PA56短纤维梳理工艺参数与梳理效果的关系。结果表明:手持式静电仪可以准确测量纤维表面静电荷,未处理的PA56短纤产生的静电荷多,静电势大,达到+21.2 k V,此时纤维网搭接不连续且堆积在道夫前。经过抗静电处理的PA56纤维在梳理机各个位置的静电电势处于较低水平(≤+0.28 k V),能形成完整均匀的纤维网并且能连续地传递到储棉辊上形成棉卷。棉网出口处的静电释放能力是保证PA56成网质量的关键。PA56纤维梳理优化工艺为:锡林转速500 r/min,锡林、刺辊线速比2.4。