美國(guó)赫斯特 POM Hostaform S9364LPI POM纖維的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究
隨著冷卻速率的增大,POM纖維的結(jié)晶峰向低溫方向移動(dòng),結(jié)晶峰形變寬。這是因?yàn)樵谳^低的冷卻速率下,纖維有較充分的時(shí)間在較高溫度形成晶核,分子鏈有足夠的時(shí)間規(guī)整地排列和堆砌,因而*大結(jié)晶速率出現(xiàn)在較高的溫區(qū)。隨著冷卻速率的提高,一方面大分子鏈在較低溫度下擴(kuò)散進(jìn)入晶格的部分增多;另一方面在較低溫度下分子鏈的活動(dòng)能力較差,而較大的過飽和度使得成核速率變大、晶體生長(zhǎng)較快,造成結(jié)晶愈加不完善,結(jié)晶峰寬化明顯。隨著冷卻速率的增大,POM纖維的結(jié)晶溫度To降低,也就是說,在結(jié)晶過程中,冷卻速率的增大可以推遲晶體的出現(xiàn),誘導(dǎo)期增大,這是因?yàn)榻Y(jié)晶過程中包含成核和生長(zhǎng)過程,在晶體出現(xiàn)前,需要克服一個(gè)能壘,但是這也是需要一個(gè)時(shí)間的積累,而當(dāng)降溫速率較大時(shí),體系內(nèi)部不能有充分的時(shí)間獲得這個(gè)能壘的能量,這就造成了當(dāng)晶體出現(xiàn)時(shí)體系的溫度已經(jīng)較低,而且隨著降溫速率的增加,這個(gè)偏差將越來越大,在DSC曲線上表現(xiàn)出結(jié)晶溫度的降低。
不同降溫速率下,美國(guó)赫斯特 POM Hostaform S9364LPI POM纖維結(jié)晶曲線形狀相似,隨著降溫速率的提高,結(jié)晶峰峰值溫度降低,半結(jié)晶時(shí)間減小,結(jié)晶速率加快。.
美國(guó)赫斯特 POM Hostaform S9364LPI POM切片的熔融指數(shù)
熔融指數(shù)是表征聚合物流動(dòng)性能的一個(gè)重要因素,對(duì)熔融紡絲工藝起到指導(dǎo)作用。在熔融紡絲法制備POM纖維的實(shí)驗(yàn)中,熔融指數(shù)越高,熔體的流動(dòng)速率越高,熔體的粘度越低,越容易快速拉伸成超細(xì)纖維。
牽伸倍數(shù)對(duì)美國(guó)赫斯特 POM Hostaform S9364LPI POM纖維力學(xué)性能的影晌
由于牽伸使纖維的超分子結(jié)構(gòu),取向和結(jié)晶發(fā)生變化,聚甲醛纖維的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量隨拉伸倍數(shù)的增加而增加。這特別是由于隨著拉伸的進(jìn)行,聚甲醛纖維的大分子沿纖維軸向的取向提高,纖維承受外加張力的分子鏈數(shù)目增加,從而使纖維的模量和強(qiáng)度顯著提高。
美國(guó)赫斯特 POM Hostaform S9364LPI POM纖維的斷裂伸長(zhǎng)率隨著拉伸倍數(shù)的增加而降低,而且隨著拉伸倍數(shù)的增加,纖維伸長(zhǎng)率的變化率也降低。隨著拉伸的進(jìn)行,纖維的無定形部分和結(jié)晶部分發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)拉伸倍數(shù)較小時(shí),纖維的伸長(zhǎng)率主要是由無定形區(qū)貢獻(xiàn),而拉伸無定形區(qū)所需的能量較低,纖維容易拉伸,纖維伸長(zhǎng)率變化快;當(dāng)拉伸倍數(shù)較大時(shí),無定形區(qū)的貢獻(xiàn)有限,纖維若想伸長(zhǎng),需靠晶區(qū)的取向,而晶區(qū)的拉伸需要的能量很大,纖維不易被拉伸,拉伸時(shí)容易引起纖維內(nèi)部缺陷的擴(kuò)展,*終導(dǎo)致纖維斷裂,纖維伸長(zhǎng)率變化慢。
熱定型對(duì)美國(guó)赫斯特 POM Hostaform S9364LPI POM纖維力學(xué)性能的影響
合成纖維成型及拉伸之后,其超分子結(jié)構(gòu)己基本形成。但由于在這些工藝過程中,纖維的停留時(shí)間很短,有些分子鏈處于松弛狀態(tài),而另一些鏈段處于緊張狀態(tài),使纖維內(nèi)部存在著不均勻的應(yīng)力和一定的結(jié)構(gòu)缺陷。這種纖維在一般實(shí)際應(yīng)用溫度下(如洗滌、熨燙)表現(xiàn)極強(qiáng)的形狀不穩(wěn)定,因此拉伸纖維需經(jīng)熱處理過程達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定平衡"
小結(jié)
1.隨牽伸倍數(shù)的增大,POM纖維的強(qiáng)度和模量增加;斷裂伸長(zhǎng)率降低,這說明增大聚甲醛纖維的拉伸倍數(shù)能夠增強(qiáng)聚甲醛纖維的力學(xué)性能。
2.隨牽伸倍數(shù)的增大,POM纖維的取向系數(shù)和聲模量提高,這說明適當(dāng)?shù)臓可炷軌蚴估w維形成密實(shí)的取向結(jié)構(gòu),從而改善其力學(xué)性能。
3.提高聚甲醛纖維的水浴拉伸溫度能夠提高聚甲醛纖維的牽伸倍數(shù),水浴牽伸溫度在80℃.95℃為佳。
4.熱定型溫度和時(shí)間對(duì)聚甲醛纖維的力學(xué)性能有顯著作用,采用緊張熱定型對(duì)保持纖維的力學(xué)性能有利。
5.聚甲醛纖維具有優(yōu)異的耐堿性能,在堿性環(huán)境下能夠保持力學(xué)性能穩(wěn)定;具有一定的耐酸性能。