Studies on Melt Spinning of Sheath-Core Bicomponent Fibers: Fundamental Equations on the Dynamics of Melt Spinning

An attempt was made to numerically compute the temperature profile within the melt spinning of sheath core bicomponent fibers by deriving a set of simultaneous partial differential equations. The effects of acceleration, gravity, and air friction on the kinetics of the polymer were included and the upper-convected Maxwell model as the constitutive equation was adopted in this model.The sheath- core bicomponent fibers were partitioned intb a serial of circular cross section and it is assumed that each circular cross section has a temperature gradient while conducting the equation of energy balance. A mathematical model was developed to describe the melt spinning of sheath-core bicomponent fibers.

暂堵剂用聚乳酸/聚乙醇酸复合纤维的制备及降解性能研究

暂堵剂是石油气开采中增产的重要材料,随着环保要求的提高,可降解暂堵剂材料已成为当前石油气开采中的首选材料。聚乙醇酸作为降解速率最快且最简单的线性脂肪族聚酯,由其制成的可降解暂堵绳结已在石油气开采中得到应用。但聚乙醇酸存在降解速率快、货架期短等问题,大大限制了其产品的推广使用。本工作采用复合熔融纺丝法制备了以聚乳酸为皮层、聚乙醇酸为芯层的圆形截面皮芯复合纤维,研究了不同皮芯比例聚乳酸/聚乙醇酸复合纤维的形貌、降解性能、热性能和结晶性。结果表明:复合纤维在70℃下的溶解率“转折点”出现在降解6 h时,降解前6 h内,复合纤维的溶解率都在3%(质量分数)以内;降解6 h后,复合纤维的溶解率几乎呈线性升高,皮芯比例为20/80的复合纤维降解24 h后,溶解率可以达到23.2%。扫描电镜照片显示,复合纤维降解24 h后,聚乳酸层厚度越小,纤维降解程度越高,在皮芯比例为20/80的复合纤维中,聚乳酸层大量开裂,造成芯层的聚乙醇酸沿纤维轴向降解断裂成小段。热性能结果显示,聚乳酸结晶度随降解时间延长而增大,而聚乙醇酸结晶度随降解时间延长先增大后减小。广角X射线衍射结果显示,复合纤维中聚乙醇酸晶粒尺寸较小,尤其是c轴长度仅为约34 nm。纤维强度保持率和降解液的pH值都与皮层厚度成正比。本工作为暂堵剂制备提供了新途径。

TPE基皮-芯结构导电纤维的制备及应用

首先介绍了弹性导体的国内外研究现状,归纳聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)导电纤维的发展概况,研究影响PEDOT∶PSS导电性的因素以及制备工艺,探索最合适的纺丝工艺参数。通过观察纤维的微观形貌和测试力学性能发现,当热塑性弹性体(TPE)纺丝液质量分数为55%,纺丝速率为15 mm/h时,纤维的力学性能最好,最大应力为18.6 MPa,最大应变为1 515%。在此基础上对氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)纺丝液和PEDOT∶PSS纺丝液进行同轴湿法纺丝,通过分析不同形貌的TPE基皮-芯结构纤维,探究不同表面和横截面形貌的纤维的导电性能以及力学拉伸性能,发现当皮层TPE纺丝液的质量分数为55%、纺丝速率为15 mm/h,芯层质量浓度为22 g/L的PEDOT∶PSS纺丝速率为15 mm/h时,纤维的力学性能和导电性能最好,电阻最佳能达到0.2 MΩ/cm。

LMTPEE/PET偏心复合纤维的制备及其性能

为了制备柔韧性好、弹性优良的低熔点复合纤维,以低熔点热塑性聚醚酯弹性体(LMTPEE)为皮层、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为芯层通过熔融纺丝法制备了偏心复合纤维。探讨了复合比对LMTPEE/PET偏心复合纤维横截面、结晶性能、取向性能、拉伸性能、热收缩性能、卷曲性能等的影响,以及热处理温度对复合纤维的卷曲形貌和黏结性能的影响。结果表明:不同复合比的复合纤维横截面均有稳定的偏心结构;随着复合比(皮与芯的体积比)从40∶60改变到50∶50、60∶40,复合纤维的断裂伸长率和干热收缩率呈现增大的趋势,断裂强度、声速值、熔融焓和结晶度均逐渐减小。复合比为60∶40的LMTPEE/PET偏心复合纤维在热处理温度140℃、热处理时间10 min时,具有较好的卷曲性能;热处理温度高于170℃、热处理时间10 min时,纤维间发生黏结。该结果可为低熔点自卷曲纤维的制备和应用提供参考。

低熔点皮芯复合纤维黏结强力影响因素研究

为了提高热黏无纺布的黏结强力,本文使用低熔点聚酯和常规PET纺制皮芯复合纤维,采用万能材料试验机测试纤维热黏结无纺布试样断裂强力,研究了低熔点聚酯特性黏度、间苯二甲酸/二甘醇(IPA/DEG)改性单体添加量、纤维加工工艺及热黏无纺布热处理工艺对黏结强力的影响规律。结果表明,随着IPA/DEG添加量提高,低熔点聚酯纤维黏结强力提高,IPA/DEG添加量高于34%,黏结强力较大。适当降低牵伸倍率,低熔点聚酯纤维取向度变低,受热更容易熔融黏结,纤维黏结强力提高。热处理温度提高有利于黏结强力提高,热处理温度180℃以上,能够达到较高的黏结强力,继续升高温度黏结强力趋于平稳。热处理时间5 min内,纤维黏结强力随时间延长有所提高。热处理时间超过5 min,强力不再提高,190℃加热条件下,纤维黏结强力随时间延长有所降低。低熔点聚酯特性黏度和牵伸温度对黏结力影响较小。

纤维素类纤维定性鉴别方法

显微镜法是鉴别各种纤维素纤维的简便、快速而有效的方法。观察未染色纤维素类纤维的形态特征 (纵横向截面 ) ,可区分大多数的纤维素类纤维 ;利用纤维的皮芯结构对染色和褪色的“各向异性差异” ,可区分Lyocell、Modal。

高中空度PP中空纤维制造技术

采用复合纺丝法制备了以PP为皮层、以特殊改性共聚酯为芯层的皮芯结构复合纤维;然后,利用芯层在碱液中可水解的性质将芯层溶除,从而获得中空度为30％-50％的、密度更低的PP中空纤维.

低熔点皮芯复合纤维分散染料染色机制

以低熔点皮芯复合纤维为主要研究对象,用2种典型结构的分散染料——分散红玉SE-GFL(偶氮型)和分散蓝2BLN(蒽醌型)对其进行染色,研究低熔点皮芯复合纤维分散染料染色动力学和热力学。实验结果表明:分散染料上染低熔点皮芯复合纤维的吸附等温线与分散染料上染普通聚酯纤维一样,都符合Nernst分配型;与普通聚酯纤维分散染料染色相比,分散染料在低熔点皮芯复合纤维上的染色速率常数大大增加,半染时间缩短,扩散系数增大,染色亲和力增加,染色热和染色熵降低。

短纤/长丝芯鞘型复合纱成纱机制与工艺

重点研究了刚性长丝、柔性长丝、弹性长丝与短纤维须条在环锭纺纱机上纺制短纤/长丝复合纱的工艺技术。先回顾短纤/长丝复合纱的分类、组合方式及其结构,进而分析刚性长丝、柔性长丝、弹性长丝的退绕条件、纤维转移机制,优化了复合成纱的工艺参数,提出以制备芯鞘型刚性长丝包芯纱、柔性长丝包芯纱、弹性长丝包芯纱为目标的复合纺纱工艺技术和纺纱工艺参数。并对刚性长丝复合纱、柔性长丝复合纱、弹性长丝复合纱在纺织产品中的应用及其开发前景进行了展望。

PPS/PA6偏心皮芯型复合纤维的研究

以PPS(聚苯硫醚)为皮层、PA6(尼龙6)为芯层,研究了PPS/PA6偏心皮芯型复合纤维的制备,拉伸后得到具有三维卷曲性能的纤维,对纤维力学性能以及耐酸性能进行了一系列的测试。酸处理后,芯层尼龙6被腐蚀,形成C形截面纤维,将有利于改善过滤材料的过滤性能。

环锭纺制备芯鞘型短纤/长丝复合纱的成纱机理与工艺

在细纱机上增设张力控制装置,以涤纶长丝为示踪纤维,通过改变复合纺纱的工艺条件,如:改变长丝与短纤须条的张力比、长丝喂入短纤须条的相对位置、复合纺纱的捻系数等工艺参数,用显微镜观察涤纶长丝与短纤维复合加捻成纱后的缠结与纱线结构,分析在上述工艺条件下长丝与短纤维的相互转移规律与机理。在此基础上提出了制备芯鞘型短纤/长丝包芯复合纱的纺纱新工艺和方法。

低熔点共聚酯的流变性能及其皮芯复合纺丝研究

对熔点为168．6℃的低熔点共聚酯（LPET）和常规纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的流变性能进行分析，结合LPET和PET熔体在喷丝板出口处的剪切速率（γ.）以及不同温度下二者表观黏度的匹配程度，确定了皮芯复合纺丝最佳工艺条件，并对纤维性能进行了研究。结果表明：LPET在247～251℃下与PET在292～296℃下的熔体非牛顿指数和结构化程度相近；LPET的非牛顿指数和结构黏度指数受温度的影响比PET敏感，LPET的黏流活化能受γ.的影响比 PET 敏感；当 mLPET：mPET 为3：7，螺杆温度进料段LPET为220℃、PET为280℃，压缩段 LPET 为245℃、PET 为285℃，均化段 LPET 温度245℃、PET 为296℃，箱体温度为293℃，复合纺丝所得纤维在95℃下进行拉伸1．3～1．8倍，制得LPET／PET皮芯复合纤维的断裂强度为2．98 cN／dtex，断裂伸长率为28．86％，且纤维的皮芯结构明显，热熔粘结效果较好。

皮芯负氧离子涤纶长丝的研制

将负氧离子粉体添加到聚酯载体中制备功能母粒,与常规聚酯(PET)复合纺丝制成皮芯负氧离子长丝。通过差示扫描量热仪(DSC)、流变仪、熔融指数仪对负氧离子功能母粒的结晶温度、熔融温度、流变性、表观黏度等可纺性能进行了表征,对负氧离子纤维的纺丝工艺进行了研究,并对复合功能纤维的负氧离子释放浓度、回潮率、比电阻进行了测试。结果表明:负氧离子母粒的结晶温度降低,熔融温度变化不大;在相同剪切速率下,负氧离子母粒的剪切黏度比PET大;当温度达到280℃时,负氧离子母粒和PET 2种熔体才能进行复合纺丝;负氧离子母粒的熔融温度及纺丝温度要比PET高;功能纤维释放负氧离子浓度达到郊外田野的水平,回潮率比PET提高了1倍,并具有一定的抗静电性能。

聚对苯二甲酸丁二酯/聚丙烯皮芯复合驱蚊纤维

利用扫描电子显微镜观察聚对苯二甲酸丁二酯/聚丙烯皮芯复合驱蚊纤维的形态结构,并用单纤强力仪测试纤维的力学性能。研究发现:复合纤维表面平滑;当纤维中驱蚊剂质量分数低于6%时,纤维截面具有规整的同心圆结构,且皮芯结合紧密,纤维的断裂强度为2.5 cN/dtex,断裂伸长率为35%左右,力学性能良好;而当驱蚊剂质量分数高于8%后则出现皮芯分离现象,且此现象随着驱蚊剂含量的增高而愈发明显,力学性能随之下降。

我国复合短纤维生产概况

介绍我国商业化复合短纤维工业现状 ,皮芯型、并列中空型双组分复合短纤维生产工艺技术和产品应用情况。建议国内生产复合短纤维选择长程纺 ,并加强对复合短纤维下游产品的研究开发。

棉/涤皮芯结构粗纱参数对其细纱结构与性能的影响

为探究皮芯粗纱参数对粗纱—细纱两步法纺制棉/涤皮芯结构短纤纱的外观形貌及性能的影响,研究皮芯粗纱纺纱工艺、粗纱定量、粗纱捻度,以及芯纤维含量等因素对棉/涤皮芯结构短纤纱的芯纤维外露比例和纱线性能的影响规律。并借助图像处理技术,实现了芯纤维外露比例的定量化测试。结果表明:当粗纱工序输出须条宽度由10.2 mm增至16.3 mm,皮芯粗纱中芯纤维束偏心度由26.5%降低至19.2%,细纱芯纤维外露比例降低11.3%(29.2 tex)和12.3%(19.4 tex);粗纱定量增大或捻系数减小,芯纤维外露比例降低;芯纤维涤纶含量由15%增加至25%,芯纤维外露比例增加35.6%(29.2 tex)和30.5%(19.4 tex)。

磁性聚丙烯纤维的磁性能研究

研究了磁性聚丙烯 ( PP)纤维中磁粉含量、纤维的皮芯比、添加的磁粉种类及纤维后拉伸等对纤维的磁性能的影响。结果表明 :纤维的磁性能随着芯层物料中磁粉含量的增加而增强 ,但磁粉含量不能过高 ,一般在 90 %以下。纤维的磁性能随皮芯比的增大而降低 ,皮芯比一般控制在 7/ 3～ 3/ 7。磁粉类型对纤维的磁性有一定影响。纤维经后拉伸后 。

PVDF黏度对疏水阻燃改性PET纤维性能的影响

采用皮芯复合纺丝制备了疏水阻燃改性聚酯(PET)纤维,其中皮层原料为PET、芳基聚磷三酯(G-77)及聚偏氟乙烯(PVDF)共混物,芯层为G-77和PET共混物,探讨了旋转黏度分别为500,200 mPa·s的PVDF对纤维性能的影响。结果表明:PVDF对改性PET纤维的阻燃性能有促进作用,高黏度PVDF的抗熔滴效果更好;添加低黏度(200 mPa·s)PVDF的皮层料可纺性好,纺丝时皮层料中PVDF/(PET+G-77)质量比可达0.12,所得改性PET纤维的断裂强度为3.05 cN/dtex,断裂伸长率为12.4%,其疏水性能也更好。

皮芯复合中空纤维对油性物质的吸附性能研究

以聚丙烯/乙烯—乙酸乙烯酯共混物为芯层、聚丙烯为皮层,熔融复合纺丝制备了中空复合纤维,研究该纤维对苯乙烯、乙酸乙酯、丙烯酸甲酯和柏树精油等物质的吸附性能以及影响吸附性能的因素.结果表明,吸附量主要取决于纤维中乙烯—乙酸乙烯酯的含量及乙酸乙烯酯与油性物质溶解度参数的差异,两者的溶解度参数差异越小,吸附量越大;初生纤维拉伸倍数在0～4倍时,随着拉伸倍数的增加,纤维对油性物质的吸附量降低;纤维对油性物质的吸附最佳温度为50℃.

皮芯复合阻燃疏水纤维的制备工艺

采用有机膦系G-77阻燃剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行共混改性用作芯层料,赋予纤维阻燃性能,采用聚偏氟乙烯(PVDF)和共聚阻燃母粒对自制阻燃母粒进行改性用作皮层料,赋予纤维一定的阻燃性和疏水性;将改性后皮芯料通过皮芯复合纺丝制得多功能阻燃疏水纤维;探讨了芯层料和皮层料阻燃加入量对其阻燃性能的影响,研究了皮芯复合阻燃疏水纤维的制备工艺及其原丝的力学性能。结果表明:当芯层料中的G-77阻燃剂与PET的质量比为7.25/100时,其极限氧指数(LOI)为27.8%;当皮层料中的PVDF的质量分数为6%,自制阻燃母粒与共聚阻燃母粒质量比为7.0/3.0时,其与水的接触角为83.4°,LOI为26.3%;当皮芯复合比为20.0/40.5,卷绕速度为1 200 m/min,拉伸倍数为3.75时,皮芯复合阻燃疏水纤维的可纺性较好,原丝的线密度为2.15 dtex,断裂强度为4.52 cN/dtex。