本文關(guān)鍵詞：廢舊聚酯瓶制備PET沉析纖維及性能研究

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【摘要】：我國是世界上最大的聚酯生產(chǎn)國,隨著聚酯瓶應(yīng)用范圍的不斷增加,其消費量呈現(xiàn)快速增長趨勢,聚酯瓶大量消費后產(chǎn)生的資源浪費和環(huán)境污染問題備受關(guān)注,因此研究廢舊聚酯瓶回收再利用具有重要的社會和經(jīng)濟效益。目前,聚酯瓶再生切片已廣泛應(yīng)用于非織造布和聚酯短纖的生產(chǎn),但對于制備具有差異化纖維等研究較少。本文以聚酯瓶再生切片為原料,采用沉析法制備出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)沉析纖維,并探討PET沉析纖維的成形機理、結(jié)構(gòu)性能、表面形貌等物化性能。同時對PET沉析纖維的親水性進行改性研究,制備出一種親水性較好的聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚己二酰己二胺(PET/PA66)復(fù)合沉析纖維。本文首先分析了聚酯瓶再生切片在苯酚和四氯乙烷混合溶劑中的溶解機理,其次測定該聚合物的特性粘度和分子量,以及聚酯瓶再生切片和PA66切片的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性能。結(jié)果表明:聚酯瓶再生切片經(jīng)造粒過程,其粘度降低為0.61-0.89 dL/g,相對分子量在16723-26508間,表明聚酯瓶再生切片滿足聚酯成纖條件。通過傅里葉紅外光譜儀(FTIR)和熱重分析儀檢測,結(jié)果顯示聚酯再生切片和PA66切片純度較高,其熔融溫度分別為432.8°C和455.3°C,說明兩種切片的熱穩(wěn)定性較好。其次研究了PET沉析纖維的成形機理,發(fā)現(xiàn)PET沉析纖維成形過程包括雙擴散,凝固和相分離三個過程,并且沉析纖維表面形態(tài)受凝固劑擴散系數(shù)的影響較大。本文主要研究剪切速率對PET沉析纖維長度、表面形貌、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)晶性能和熱穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:隨著剪切速率的增大,PET沉析纖維的重均長度呈正態(tài)分布,長度主要集中在0.15-0.55 mm間,纖維外形呈帶狀,其結(jié)晶度和熱穩(wěn)定性均隨剪切速率的增大而增大,當(dāng)剪切速率為5000 r/min時纖維的熱穩(wěn)定性基本保持不變,說明高剪切速率有利于沉析纖維熱穩(wěn)定性的提高。由于PET沉析纖維親水性較差,一定程度上限制其在紙張抄造中的部分性能。因此本研究選用含親水基團較多的PA66切片,通過物理共混的方法對PET沉析纖維親水性進行改性,制備得到PET/PA66復(fù)合沉析纖維。研究了不同配比PET/PA66復(fù)合沉析纖維的打漿度、接觸角、表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征等性能。結(jié)果表明,PET/PA66復(fù)合沉析纖維在3305 cm-1、1636 cm-1、1539 cm-1出現(xiàn)特征峰,分別屬于-NH伸縮振動峰和酰胺Ⅰ帶及酰胺Ⅱ帶。研究發(fā)現(xiàn)隨著PA66含量的增加PET/PA66復(fù)合沉析纖維長度呈減小趨勢,其長度主要分布在0.15 mm左右,纖維在R100-R200間占到62.1%-81.5%。復(fù)合沉析纖維外形呈帶狀且纖維直徑較小。隨著PA66含量的增加,纖維的打漿度呈增大趨勢最后保持在27°SR、接觸角依次減小、纖維分散效果依次變好。XRD和熱性能結(jié)果顯示PET和PA66切片在2θ為22.3°處衍射峰出現(xiàn)疊加現(xiàn)象,并且共混后測得復(fù)合沉析纖維僅出現(xiàn)一個熔融峰,說明PET/PA66混合溶液的相容性較好。最后將形態(tài)相同的自制PET沉析纖維與采用熔融紡絲再經(jīng)分絲帚化制得的市售PET漿粕進行性能對比。通過纖維質(zhì)量分析儀、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力學(xué)顯微鏡(AFM)、FTIR等檢測手段進行表征。結(jié)果表明:PET沉析纖維在水介質(zhì)中均勻分散且穩(wěn)定性較好,而市售PET漿粕則絮聚分散于水面上。PET沉析纖維的重均長度相比PET漿粕的重均長度較小,主要在0.1-1.0 mm間,其細小纖維含量分別為70.4%、57.6%。SEM和AFM圖像顯示,PET沉析纖維相比PET漿粕纖維表面粗糙度大,纖維外形呈帶狀,表面有褶皺,而PET漿粕表面光滑,外形呈棒條狀。此外PET沉析纖維結(jié)晶度略高于PET漿粕,分別為37.88%和33.26%;沉析纖維的初始分解溫度和最大分解溫度均高于PET漿粕的初始分解溫度和最大分解溫度,說明自制PET沉析纖維比PET漿粕的熱性能優(yōu)異。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ342.2

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 錢伯章;;我國聚對苯二甲酸乙二醇酯需求分析[J];聚酯工業(yè);2016年06期

2 張美娟;張素風(fēng);萬婧;;漿液濃度對其制備PET沉析纖維形態(tài)及紙張性能的影響[J];中國造紙;2016年09期

3 常敏;;2015年中國聚對苯二甲酸乙二醇酯市場分析及前景展望[J];中國石油和化工經(jīng)濟分析;2016年09期

4 姚海濱;姚利;劉亞云;;廢舊PET瓶的回收利用方法[J];上海包裝;2016年06期

5 張素風(fēng);萬婧;張美娟;;PET沉析漿粕形態(tài)及性能研究[J];中國造紙;2016年03期

6 劉杰;周金龍;吳盾;董淑強;周開源;劉春林;;高溫?zé)嵫趵匣瘜δ猃?6結(jié)晶與蠕變性能的影響[J];高分子材料科學(xué)與工程;2016年01期

7 王盼;林德苗;;沉析纖維的制備和表征[J];紙和造紙;2015年05期

8 Ali Abbasi;Mohamed Mahmoud Nasef;Matsuura Takeshi;Reza Faridi-Majidi;;Electrospinning of Nylon-6,6 Solutions into Nanofibers: Rheology and Morphology Relationships[J];Chinese Journal of Polymer Science;2014年06期

9 江明;張美云;陸趙情;楊斌;劉俊華;;對位芳綸沉析纖維性能研究[J];功能材料;2014年08期

10 江明;張美云;陸趙情;劉俊華;楊斌;;對位芳綸沉析纖維及其紙基材料性能的研究[J];中國造紙;2014年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 朱亞婉;PET的溶解與改性共聚酯的合成[D];華南理工大學(xué);2014年

2 馬星慧;利用廢舊回收飲料瓶R-PET與PC共混制備工程塑料的研究[D];中北大學(xué);2014年

3 張龍;超疏水表面的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D];華南理工大學(xué);2013年

4 吳嘉梁;不同成核劑對聚對苯二甲酸乙二醇酯的改性及其結(jié)晶性能研究[D];華南理工大學(xué);2012年

5 馮凱;PET結(jié)晶及其增強復(fù)合材料的研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2011年

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