关键词：长丝;;加捻;;螺旋结构;;结构重调;;增柔
摘 要：纤维材料所具有的不同的使用特性源自于其不同的物理、化学性质,影响纤维各项性质的内在原因就是纤维结构基本单元之间的相互作用和排列形式,也就是纤维内部大分子的聚集态结构、晶态结构和组织结构。柔软可挠曲性、较强力学性能是纤维顺利进行纺织加工的前提和基础;但在纤维成形加工以及初加工时,纤维的增强加工处理往往招致纤维刚性增加、柔软性能下降,纤维高伸展柔性处理与高强成形处理相矛盾。为解决该技术问题,本文首先选用PE高强长丝作为研究对象,解决“热塑性合成纤维热牵伸成形加工时,内部大分子取向和平直度提高,增加纤维强度,同时提升纤维刚度,恶化了纤维柔性”的技术问题,提出了热牵伸加捻法协同增柔、增强PE纤维的加工工艺,系统研究了热牵伸加捻处理方式对单根合成长丝纤维性能的影响。研究结果与分析表明:当温度控制在110℃不变时,加捻后长丝表面都出现扭转痕迹,随着加捻程度的增加扭转痕迹趋于明显,加捻可以赋予长丝纤维内部大分子空间螺旋结构,使得长丝纤维模量大幅降低,柔软性提高。在捻度为500 T/m时长丝的初始模量为1.93cN/dtex,比原单丝的初始模量降低了30.82%。其次,本文选用蚕丝纤维作为研究对象,解决“热固性天然纤维如何实现协同增强增柔”的技术问题,提出了预湿张力拉伸加捻法协同增柔增强纤维的工艺,系统考察了不同环境下的张力加捻工艺对蚕丝结构和性能的影响,调节蚕丝纤维中分子链的结构并赋予其螺旋构象特征,进一步探究制备了具有多重螺旋构象的蚕丝纤维。研究结果和分析表明:经预湿牵伸扭转处理后的蚕丝初始模量明显减小,使蚕丝在强力损失很小的情况下变得柔软,即得到了又柔又韧的蚕丝纤维,同时湿态加捻后的蚕丝中没有生成新的功能性基团或化学结构,结晶度高于原蚕丝。最后,选用聚偏氟乙烯/碳纳米管复合纤维作为研究对象,解决纳米刚性材料填充复合法增强基体纤维成形加工时,强度增加、但柔性降低的问题,提出了扭转牵伸法协同增强增柔复合纤维成形加工的工艺,建立张紧扭转诱导纤维大分子立体螺旋重排的方法,系统考察了不同张力扭转工艺对聚偏氟乙烯/多壁碳纳米管复合纤维的内部大分子构象、纤维柔度强度等性能影响。研究结果和分析表明:碳纳米管质量分数从0增加到1.5%时,复合纤维内β相晶体含量递增,纤维拉伸强度从4.71cN/dtex增加到5.19cN/dtex、初始模量从16.80cN/dtex提高到20.52cN/dtex,纤维刚度增加;经扭转增柔处理后,碳纳米管增强的复合纤维在保持强度继续改善的情况下,初始模量降低了62.5%,纤维柔度明显改善。
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