挤出工艺条件对长玻璃纤维增强韩国LG Lupox GP2156F PBT复合材料生产的影响
在长玻璃纤维浸渍增强PBT复合材料的实验中,浸渍效果与温度关系较大,对牵引速度不敏感,当挤出浸渍机头温度低于200℃时,PBT熔体的黏度较大,很难浸渍玻璃纤维,勉强挤出后包覆在玻璃纤维外,如套管一样;当浸渍机头温度升到220℃时,挤出较正常,PBT熔体对玻璃纤维部分浸渍,玻璃纤维束中心部分未被浸渍;当浸渍机头温度升到240℃时,PBT熔体的黏度较低,玻璃纤维浸渍效果较好,挤出正常;当浸渍机头温度升到260℃时,挤出浸渍也正常,但挤出时间稍长后,颗粒表面发暗,有黄线,熔体有发泡现象。这可能是PBT部分降解。
韩国LG Lupox GP2156F PBT一般化学纤维的卷曲为热定形成形,长久性差,弹性恢复性差[因此纤维的抱合力差,不利于纺织加工,而且服用中的形态与弹性亦差。PBT/PET并列复合纤维则不同于普通化学纤维,其截面内存在收缩规律不同的两种组分,由于双侧的两种聚合物热收缩率不同,使得韩国LG Lupox GP2156F PBT/PET纤维产生长久性卷曲[3]。产生这类特征的基础是两种组分的不对称分布和本身高聚物的特征[4,5]。理论上,收缩率较高的组分在螺旋的内侧,收缩率较低的在螺旋外侧,两种组分收缩率的差异与大分子链化学组成和结构及拉伸、热定形条件有关。该复合纤维经松弛热定形不仅可得到良好的卷曲性能,而且具有很高的弹性与弹性恢复性,是一种亚弹性纤维[2,6]。本文讨论纤维特征的表征和纤维卷曲弹性与结构和成形间的相互关系。
韩国LG Lupox GP2156F PBT复合纤维截面形态
取纤维切片的光学显微镜观察结果)可知,PBT/PET复合纤维截面呈近似圆形,PBT和PET两组分呈双边分布,交互界面吻合良好,没有两组分互相分离痕迹。仔细观察图1还可以看出PBT、PET界面部分显略微弯曲线,说明两组分成形时的粘度并不一致[7]。采用SEM对PBT/PET复合纤维的截面结构观察典型结果,FH1系列纤维的截面两组分比例较为接近,对应着该系列的50/50组分比,见图2(a);FH3系列纤维的双组分比例差异较大,见图2(b),对应着该系列64/36组分比。由图2还可以发现PBT和PET两组分的力学性质存在差异,因为所切截面大多出现高低差异,即收缩弹性不同。而两组分的相容性较好,因大多界面完善、无缝,存在互相渗透作用。观察极少发现的界面裂纹
复合纤维中各组分的分布情况分析
韩国LG Lupox GP2156F PBT系列光学显微像可以清晰看出,各复合纤维均呈双边分布,结合图1纤维横截面可知,复合纤维中PBT组分在螺旋内侧,其颜色较浅、透明、无颗粒点。而PET组分在螺旋外侧,其颜色较深,且有微颗粒状物质,显然与PET组分中有TiO2消光剂有关。复合纤维中的韩国LG Lupox GP2156F PBT为收缩部分,由于其结晶度高、弹性好,当纤维伸长时其晶区间的分子链段易于形变,但不产生相对滑移,故结构保持稳定。当外力去除后又能很好地回复到初始状态,这是该复合纤维具有良好弹性及弹性回复性的基础对于PBT/PET复合纤维的双组分呈双边分布而言,不沿纤维的轴向发生转移和扭转,即两种组分的复合界面始终平行于纤维轴。故松弛热定型时,收缩率大的PBT组分在内侧,收缩率小的PET组分在外侧,整个纤维只能是螺旋弹簧状形态。复合纤维沸水处理前后的复合丝外观形态的比较未经热作用处理的PBT/PET复合丝,理论上内应力不释放,故无卷曲。但在纺丝和后定形拉伸的热作用,以及放置过程中,总会产生部分松弛,因此存在一定的卷曲。当这类复合丝在热湿(沸水处理时间极短,十几秒到几十秒)作用下,两组分中的PBT会产生较大的收缩,从而形成复合丝的卷曲,如图4(b)所示。相比看出沸水处理前PBT/PET复合丝的卷曲率小而不规整,处理后成为细而密的三维立体卷曲作为比较,将各系列的PBT/PET复合丝放入沸水中后立即取出,自然晾干,抽取单丝摄像得5中(a)、(b)、(c),并与5(d)羊毛进行比较。可以清楚地看出复合丝有着和羊毛类似的卷曲特征。因为PBT/PET并列复合纤维截面里存在的PBT、PET不同组分犹如羊毛纤维的双边结构[8],使得复合纤维亦有极好的卷曲和弹性特征。
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