【摘 要】
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将纳米粒子与聚合物混合制成复合纤维已经成为应用研究的热点,与纯聚合物相比,纳米粒子/聚合物复合纤维可明显改善聚合物的性能。为了提高聚丙烯纤维的综合性能,拓展其应用领域,本课题将棒状纳米氧化锌与聚丙烯进行复合纺丝,制备新型复合纤维。主要内容包括:使用不同的分散剂对棒状纳米氧化锌进行分散,解决棒状纳米氧化锌的表面能高,容易产生团聚的问题;将棒状纳米氧化锌与聚丙烯复合后熔融纺丝制备复合纤维,采用正交工艺
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将纳米粒子与聚合物混合制成复合纤维已经成为应用研究的热点,与纯聚合物相比,纳米粒子/聚合物复合纤维可明显改善聚合物的性能。为了提高聚丙烯纤维的综合性能,拓展其应用领域,本课题将棒状纳米氧化锌与聚丙烯进行复合纺丝,制备新型复合纤维。主要内容包括:使用不同的分散剂对棒状纳米氧化锌进行分散,解决棒状纳米氧化锌的表面能高,容易产生团聚的问题;将棒状纳米氧化锌与聚丙烯复合后熔融纺丝制备复合纤维,采用正交工艺得到最优工艺参数;对复合纤维的力学、抗紫外、抗菌等性能进行测试分析,得到如下的结论:(1)研究阳离子、阴离子和非离子型分散剂对纳米氧化锌的分散效果,发现阳离子型分散剂聚丙烯酸钠(PAAS)对棒状纳米氧化锌的分散效果及稳定性最好。最佳分散工艺为:添加5%(与纳米氧化锌质量分数)分散剂PAAS,超声波处理的时间为40 min,此时,纳米氧化锌能够得到较均匀的分散。(2)对复合纤维制备工艺进行研究,得到最优工艺参数是纺丝速度为30 m·min-1,纺丝温度为210℃,纳米氧化锌质量比为4%,牵伸倍数为7倍,牵伸温度为120℃,影响复合纤维断裂强度的因素依次是:氧化锌比例、牵伸速度、纺丝温度、牵伸温度、纺丝速度。(3)通过对棒状纳米氧化锌质量比含量分析,发现随着含量的增加,复合纤维的断裂强度及伸长率呈增大趋势,到4%时达最大值,随后减小,而回潮率逐渐增大,复合纤维表面颜色逐渐变深。对复合纤维性能进行研究,发现棒状纳米氧化锌可降低聚丙烯纤维的结晶温度,提升其结晶度和抗紫外性能,当添加量为5%时,抗紫外性能最佳(UPF值为58.237)。与未经分散棒状纳米氧化锌制备的复合纤维相比,分散后制备的复合纤维有更优异的抗紫外性能,但复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌并没有明显的抗菌作用。
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