芳香含氯聚砜酰胺纤维拉伸工艺的探讨

在湿纺成形过程中,拉伸工艺的选择直接影响纤维结构特征的变化。观察芳香含氯聚砜酰胺纤维结构性能对拉伸倍率和温度的依赖性。实验结果表明,随拉伸倍率的增加,大分子链的取向和结晶呈线性增加。在拉伸过程中结构发生了变化,纤维的强度和分解温度亦相应地提高。拉伸温度对结构性能的影响却有不同的规律。随拉伸温度的升高,取向的变化呈双峰现象,这与在四个温度区域下的纤维超分子结构的变化和链段松弛程度有关。纤维的强度、分解温度与拉伸温度的变化规律与取向的变化趋势相一致。结晶随拉伸温度的升高而增加。     

β晶聚丙烯纤维冷拉伸形成微孔的研究

在热水浴中对不同β晶含量的聚丙烯初生纤维进行拉伸,初步探讨了拉伸倍数、拉伸温度及初生纤维的结构等对纤维生成微孔的影响,讨论了拉伸成孔机理。用压汞法测定了拉伸丝的微孔含量。同时用密度梯度管法测定拉伸丝的密度,用密度的变化来定性地表征微孔的含量。结果表明,经拉伸后β晶转变为结构更为稳定的α晶,在较高的拉伸倍数和较低的温度下有微孔生成。微孔的表观孔半径主要分布在0.7～4μm和小于0.09μm两个区域。微孔含量随拉伸倍数提高而增加,随拉伸温度升高而减少。     

超高相对分子质量聚乙烯纤维的表面粘结性能研究

在萃取阶段用表面改性剂溶液对超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）冻胶纤维进行表面处理，然后经过多级热拉伸制得改性纤维。对萃取液进行了紫外吸光度分析，并对改性前后纤维的表面化学结构、力学性能和表面粘结性能进行了比较。结果表明；经表面处理的纤维表面引入许多极性基团，纤维粘结强度随拉伸倍数增加而提高，纤维粘结性能得到较大改善；表面处理对纤维的力学性能影响不大。其中EVA的改性效果最为明显，3级拉伸后纤维的粘结强度提高了100％．     

纤维取向与打团效应对玄武岩纤维增强复合材料拉伸性能的影响

 基于Tsai理论,针对纤维体积掺加率为0.6%、0.9%、1.2%、1.5%,纤维取向角为0°、15°、30°、45°的玄武岩纤维-环氧树脂复合材料（BFRP）进行了轴向拉伸强度实验研究,并引入纤维均分系数和打团纤维含量表征玄武岩纤维在环氧树脂中的打团效应,建立打团纤维的细观力学模型与几何模型,对BFRP的拉伸强度进行了数值计算对比分析。结果表明,纤维体积掺加率一定时,BFRP的拉伸强度随纤维取向角的增大而减小,纤维取向角一定时,BFRP的拉伸强度随纤维体积掺加率的增大而增大;纤维均分系数随纤维体积掺加率的增大而减小,打团纤维含量随纤维体积掺加率的增大而增大;纤维打团效应的存在,导致了BFRP的纤维临界体积掺加率较纤维均分时有所增大,降低了玄武岩纤维对环氧树脂基材拉伸强度的增强幅度;考虑纤维打团效应的BFRP拉伸强度计算值与实验结果接近。     

凝胶纺壳聚糖分散碳纳米管/聚丙烯腈纤维的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)通过壳聚糖衍生物处理后与超高分子量聚丙烯腈进行复合,将得到的复合材料通过凝胶纺丝法制备出不同复合比例的MWNTs/聚丙烯腈纤维.将不同纺丝方法以及不同比例MWNTs对拉伸强度、模量、取向度、结晶结构的影响进行比较研究,同时通过电镜观察MWNTs的分散状况.结果表明:相比于湿法纺丝,通过凝胶纺丝法制备的复合纤维,MWNTs取向更好,分散更为均匀,纤维拉伸强度、模量都得到显著提高.对比未加MWNTs的对照样,在这个体系中加入质量分数为0.5%的MWNTs复合时,拉伸强度提高37%,弹性模量提高11.68%,并且声速取向度维持在相当高的水平(92.5%).     

冻胶纺PVA纤维的超拉伸研究

通过测定聚乙烯醇(PVA)冻胶纤维的表观拉伸粘度(η)与温度(T)的函数关系,求得了表观拉伸活化能(Ea)。试验表明,PVA 冻胶纤维在不同的拉伸温度区间呈现不同的活化能。当温度为70～135℃时 E_(a1)为5.3～9.2 kJ/mol;135～160℃时 E_(a2)为45～54kJ/mol.应用正交设计试验对拉伸参数进行了选择,在优化的拉伸条件下 PVA 冻胶纤维可实现高倍拉伸(超拉伸)。随着拉伸倍数的提高,纤维的结晶度和取向度提高,但在超拉伸的情况下,二者增加不明显。纤维的抗拉强度则随拉伸倍数的增加而单调增加。在本实验条件下当拉伸倍数为60时,PVA 纤维抗拉强度达11.3cN/dtex,模量达323cN/dtex,远高于湿法成型纤维。     

混纤比对一步法POY/FDY涤纶混纤丝性能的影响

采用一步法工艺制备了一系列不同混纤比的POY(预取向丝)/FDY(全拉伸丝)涤纶混纤丝样品,对样品的异收缩性能和拉伸性能进行测试,分析了混纤比对混纤丝异收缩率和拉伸性能的影响.研究结果表明,一步法POY/FDY涤纶混纤丝的异收缩率受混纤比的影响很小,主要由POY和FDY本身的热收缩性能决定;混纤丝强度满足混合定律,随POY混纤比增加,混纤丝强度先下降后上升,最低强度出现在POY混纤比为70%左右;混纤丝实测强度小于理论预测强度,原因是网络加工加剧了混纤丝中纤维断裂的不同时性.     

纺速对二硼化锆陶瓷前驱体纤维结构和力学性能的影响

利用八水合氧氯化锆、硼酸、柠檬酸、蔗糖为无机原料,聚乙烯醇为纺丝助剂,通过混合制备出二硼化锆(ZrB2)陶瓷前驱体纤维纺丝液,利用干法纺丝法分别在不同纺速下得到ZrB2前驱体纤维.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分析ZrB2前驱体纤维的结构,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)和纤维拉伸强度的测试结果来表征纺速对ZrB2前驱体纤维的影响.结果表明:所得到的纤维均致密且较光滑,且前驱体纤维结构随纺速提升而变得稳定;取向度随着纺速的提升而增加,直径随着纺速的提升而下降;强度随纺速的提高而增加,当纺速为350m/min时,前驱体纤维强度可达0.89GPa.     

加捻对芳香族聚酰胺纤维拉伸性能的影响

本文对加捻芳香族聚酰胺纤维的拉伸性能进行了①定长加捻后拉伸;②定张力加捻后拉伸和③定长加捻后再退捻随后拉伸等三方面的测试.结果表明,芳香族聚酰胺纤维的强度及断裂伸长随捻度的增加而下降.对纤维断裂端进行了扫描电镜观察.加捻芳香族聚酰胺纤维断裂形态照片显示了纤维沿轴向分裂为微纤的现象,证明了微纤间横向联系的薄弱.加捻作用更削弱了这种联系,从而使纤维强度下降.本文对芳纶纤维在加工过程中应严格控制加捻提供了依据.     

壳聚糖柠檬酸改性大麻织物结构与性能研究

使用柠檬酸在大麻纤维上接枝壳聚糖以改善大麻织物的染色性能.借助扫描电镜、红外光谱、热重、差示扫描量热和X射线衍射技术分析大麻纤维改性前、后的结构,并测试了大麻织物的拉伸、硬挺和白度性能.结果表明,通过柠檬酸的交联作用能够使壳聚糖接枝在大麻纤维上;壳聚糖柠檬酸整理的大麻织物耐高温性能有所增强,分解率降低;晶粒尺寸减小,结晶度和取向度提高.整理后的织物拉伸强度下降,手感硬挺,织物白度下降.     

UHMWPE冻胶纤维超倍拉伸性能研究

超倍拉伸是制备高强高模聚乙烯纤维的有效途径。研究了萃取、干燥工艺及拉伸速度、浸度等对超高相对分子质量聚乙烯冻胶纤维拉伸性能的影响。结果表明：聚乙烯冻股纤维最大拉伸倍数随萃取除油率的增加而增加；纤维萃取后干燥时有一最佳干燥温度，为25℃左右；随冻胶纤维萃取干燥收缩率的增大，纤维结晶度增加，拉伸性能变差；聚乙烯纤维的拉伸速度不能太高，拉伸温度存在一最佳范围。     

天线罩针刺织物根部结构设计及材料性能研究

针对耐高温天线罩对根部强度及根部材料与金属连接件热膨胀系数匹配性的特殊要求,设计了多种针刺结构石英纤维天线罩织物,并在罩体根部引入氧化铝纤维,系统研究了罩体根部材料的性能情况。结果表明适当降低网毡含量可以提升材料的拉伸性能,但材料的层间剪切强度会有所下降,压缩强度在网毡含量较低的情况下也有所降低。通过在根部引入氧化铝纤维,罩体根部的热膨胀系数有明显提升,但材料的高温拉伸强度随氧化铝纤维含量的增加呈先下降后上升的趋势。文中对相关工艺及材料性能研究为耐高温天线罩的设计提供了参考。     

热处理对一步法POY/FDY涤纶异收缩混纤丝结构、性能的影响

分别对一步法POY(预取向丝)/FDY(全拉伸丝)涤纶混纤丝进行蒸纱定形热处理和松弛起绉热处理,测试分析混纤丝在不同热处理条件下的热收缩率和拉伸性能,观察其热收缩形态.结果表明:蒸纱定形热处理使混纤丝的热收缩率从56.9%急剧下降到8.3%,同时混纤丝异收缩结构也发生明显变化,但提高了混纤丝拉伸性能;在松弛起绉热处理中,混纤丝的热收缩率随处理温度升高而增加,纱体从密实、带弱卷曲结构向蓬松卷曲结构转变,混纤丝强度略有下降,断裂伸长率和初始模量略有提高.     

热处理对共聚酯复合纤维性能的影响

着重讨论了热处理对共聚酯复合纤维性能的影响,同时还对它的超分子结构和纤维形态进行了探讨。结果表明,共聚酯复合冷拉伸纤维较其热拉伸和聚酯纤维有高的热收缩率和潜在卷曲性,但强度略低,伸长稍大。经过热处理,共聚酯复合纤维及其加弹丝将呈现出极好的三维卷曲形态和卷曲性能,且热收缩率、卷曲度和卷曲弹性率均随热处理温度提高而增大,断裂强度下降,伸长变大,其强度下降程度和伸长增长率均比聚酯纤维大。     

紫外线照射条件下玄武岩纤维片材的耐久性能

玄武岩纤维增强复合材料以其低廉的价格和高效的性能,正在土木工程加固中发挥着越来越重要的作用。为了研究玄武岩纤维片材在紫外线照射条件下表面防护对其材料力学性能的影响,进行了一共45个试件分别置于有、无防护的紫外线照射条件下的老化试验。经过9824 h紫外线照射后检测结果表明:无防护条件下,玄武岩纤维片材的拉伸强度下降了2.02%,伸长率下降了13.73%,弹性模量提高了0.34%;有防护条件下,玄武岩纤维片材的拉伸强度下降了1.51%,伸长率下降了9.59%,弹性模量下降了5.60%。由此可知,紫外线照射对玄武岩纤维片材的拉伸强度影响较小,防护对玄武岩纤维的性能有一定的保护作用。     

含预成型孔复合材料单层板的一种设计方法

基于有限元应力分析和强度准则以及纤维连续绕过孔边的约束条件,对含孔纤维增强复合材料单层板的纤维取向和密度分布进行迭代设计,结果表明：在平均纤维含量不变的条件下其拉伸强度取得较大幅度的提高。此研究结果可进一步用于含孔复合材料层合板的设计。     

等规聚丙烯单丝的多级拉伸及其力学性能的研究

本文通过不同的拉伸方法研究了等规聚丙烯单丝的拉伸性能。着重讨论了多级拉伸的特点,并和常规的一级或二级拉伸作了比较。试验发现,在相同的纺丝条件下,多级拉伸大大提高了 IPP 单丝的拉伸性能,拉伸倍数可达25倍。多级拉伸中,拉伸倍数的分配徊拉伸温度的选择是影响拉伸倍数的关键因素。拉伸倍数应逐渐降低,而拉伸温度则应逐级增高。多级拉伸所得 IPP 单丝的力学性能与常规拉伸纤维相比有明显的提高。采用普通单丝级切片即能得到强度为6.62 cN/dtex(7.5g/d)、模量大于100 cN/dtex 的高强度单丝。     

拉伸倍数对ePTFE结构和性能的影响

对聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)进行拉伸,可以得到膨体聚四氟乙烯(expanded polytetrafluoroethylene,e PTFE).探讨拉伸倍数对e PTFE结构和性能的影响.结果表明:随着拉伸倍数的增大,簇状的晶体减少,纤维逐渐增多,微孔增多;随着拉伸倍数的增大,e PT泊松比逐渐减小,当拉伸倍数为10时,e PTFE的泊松比为-1.57,在非等温结晶过程中,e PTFE的结晶焓变减小,半结晶时间增大.     

涤纶POY的热收缩和动态内应力

本文利用动态内应力仪对各种纺速和纤度的涤纶POY进行拉伸试验。研究不同纺速、纤度及拉伸条件下POY的动态内应力变化规律,并对制取样品的结晶度、声速、双折射、热收缩率和色差等进行测定。试验表明:(1)纺速为3000～3300m/min的POY动态内应力最低;(2)纤维的色差值随动态内应力波动值增大而增加;(3)纤维的热收缩率取决于超分子结构参数——结晶度与取向度。它随大分子取向度的增加而增大,随结晶度的增大而下降。用二元回归的数理统计方法得到热收缩率和纤维的结晶度以及表征大分子取向的声速、双折射间的定量关系:Y=67.5999+0.3225X_1-3.2430X_2 R=0.9985(纺速1100m/min～5500m/min)式中:Y——纤维的热收缩率;X_1——纤维的双折射;X_2——纤维的结晶度;R——全相关系数。Y=21.4447+1.8558X_1-10.3050X_2 R=0.9993(纤度45dtex/24f～167dtex/30f)Y=10.2246+2.2030X_1-26.2679X_2 R=0.9916(拉伸倍数1.4～2.2)X_1——纤维的声速值。     

4∶1粘弹性收缩流动中纤维取向研究

利用纤维生成算法,研究了4∶1粘弹性收缩流动中的纤维取向。直接在流场中生成纤维,通过求解Jeffery方程,得到纤维在流场中的取向状态。结果表明在4∶1平板收缩流中,在靠近壁面且远离拐角的区域,流场中主要是剪切作用占主导地位,而纤维呈现周期性旋转状态;在接近中轴线的位置,流场中转变为拉伸作用占主导地位,纤维沿单轴拉伸;在在上游拐角区域和收缩入口处,流动相对复杂,纤维的取向也相对复杂,因为流动以旋转为主,所以纤维取向也随着出现不规则旋转。