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原位生成纳米TiO2/PET复合树脂抗紫外纤维性能研究

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第一章引言

第二章实验

第三章结果与讨论

第四部分结论

参考文献

硕士期间发表论文成果

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摘要

抗紫外线织物研究始于二十世纪八十年代后期，研究最多的是日本，其次是美国、欧洲，早期的开发大多集中于织物的浸渍涂层整理上。进入九十年代以后，人们开始转向对紫外线屏蔽纤维的开发研究。因为在涤纶分子结构中的苯环具有吸收紫外线的作用，所以在众多合成纤维中涤纶的抗紫外性能最好，但是要使紫外线屏蔽率达到90％以上就必须添加紫外线屏蔽剂。 目前，抗紫外纤维的制备方法很多，但各有优缺点。本文创新地提出选用一种钛醇盐作为前驱体，在PTA和EG直接酯化聚合过程中原位生成纳米Ti02／PET复合树脂，再通过熔融纺丝制备抗紫外线纤维，制备方法简单、抗紫外效果较好。前驱体在聚酯酯化过程生成的分子水界面上水解，保证了产物的纳米状态，同时因为生成纳米材料时其周围环境已经具有一定的“粘性”，从而可以立即将生成的纳米材料的纳米形态“固定，，下来，在很大程度上避免了因纳米材料表面高活性导致的纳米材料间“团聚”。在技术中心KF-POY长丝纺丝机上进行纳米复合树脂纺丝中试，纺丝过程稳定，可纺性优异。纤维织物的抗紫外效果较好。 通过研究得出以下主要结论： 1．选择钛酸正丁酯作为原位生成的前驱体，充分考虑性价比。创新地利用原位生成聚合工艺，成功聚合出具备抗紫外功能的纳米TiO2／PET复合树脂。 2．对原位生成法反应机理进行了探索研究。TNB在聚酯的聚合反应过程中水解机理复杂，原位生成的产物不是纯粹的纳米Ti02，应该是纳米TiO2、Ti02的水合物以及其它一些共聚物。对复合树脂横截面进行SEM、TEM分析，可以发现纳米粒子在复合树脂中呈均匀分散，与基体界面模糊，颗粒尺寸大约80nm左右。 3.原位引入的纳米Ti02对PET的合成反应和PET树脂的物性有着较大的影响，缩聚反应的高真空阶段的时间大为减少，有利于反应效率的提高，但也不利于对反应的控制，通过缩聚反应温度和体系真空度的控制，能有效控制原位聚合反应过程。 4．通过DSC、TG等热分析手段对复合树脂一系列热性能研究，可以认为原位引入的纳米ti02对复合树脂热降解性能影响不大。但原位引入的纳米ti02对复合树脂的DSC热性能影响较大。与空白样相比，复合树脂在熔融前的低温区结晶速度加快，在熔融冷却过程中的高温区结晶速度减慢。 5.原位生成的纳米Ti02／PET复合树脂熔体是假塑性非牛顿流体。复合树脂溶体流动性能较空白PET样要好。原位生成纳米Ti02／PET复合树脂具有优异的可纺性能，适合高速纺丝和纺制细旦化产品。 6．原位生成纳米Ti02／PET复合树脂制备的抗紫外纤维，具有深染特性，但白度和a、b值有变差的趋势。纳米复合抗紫外纤维的干摩擦和湿摩擦色牢度都有所下降，湿摩擦牢度变化不明显，但控制复合树脂中纳米Ti02的含量在0．1％以内，基本可以和常规涤纶纺织品一致。 7．对复合树脂织物和双向拉伸薄膜的抗紫外分析，纳米Ti02含量在0．5％以上时复合树脂织物和双向拉伸薄膜的紫外线透过率小于1％，UPF大于50％。

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