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PVC包覆涤纶长丝的研制与表征

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涤纶是产量最大、应用最广的合成纤维品种，涤纶纱线织造所得织物质地柔软、轻薄，一般仅应用于衣着面料。如何对涤纶进行复合生产，形成用于织造的特种复合纱，拓展其应用领域，是一个值得研究的课题。聚氯乙烯(PVC)作为世界第二大通用树脂，以其价格低廉、阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能获得了广阔的市场。
　　 本论文利用共混的方法制备一系列PVC共混物，并在一定条件下将PVC共混物均匀包覆在高强涤纶长丝外围，形成PVC/PET特种复合纱。
　　 由于PVC主链上的氯原子，使PVC具有许多优异性能(如阻燃性)同时，也存在一个缺点，极性强导致分子间作用力大，尤其在低温下分子链段冻结，从而硬化、脆化，耐低温性能较差。
　　 本课题采用改变PVC配方和聚合物共混改性两种方法来改善PVC的耐寒性，进行共混改性的聚合物为聚乙烯(PE)。由于PE和PVC的不相容性，分别用有机材料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和无机材料纳米碳酸钙(nano-CaCO3)作为增容剂增容两相，制备得到不同的PVC共混物作为包覆丝的包覆层材料，并对包覆层PVC共混物和包覆丝的相容性、耐寒性、耐热性和力学性能等进行表征。
　　 研究结果表明，在PVC配方中添加耐寒增塑剂和用PE进行聚合物共混改性均能够在一定程度上改善PVC的耐寒性。其中用己二酸二辛酯(DOA)作为PVC的增塑剂可以降低PVC的玻璃化转变温度(Tg)和脆化温度，但最佳效果为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和DOA配合使用。EVA增容PVC/PE时PVC、PE和EVA的最佳比例组成为100/10/10(质量比，下同)，此时脆化温度-31.7℃。但EVA用量较大时，本身有一定的增韧效果，因此当PE用量固定时，脆化温度随着EVA含量的增加而降低。nano-CaCO3由于比表面积大、表面能高，易团聚，因此先用钛酸酯偶联剂进行表面处理，减小表面张力和表面能。用偶联剂表面处理后的nano-CaCO3增容PVC/PE共混物对PVC的耐寒改性效果最佳，当nano-CaCO3含量为5wt％时脆化温度可达到-35℃，光学显微镜观察到的相形态图也显示5wt％含量的nano-CaCO3增容的PVC和PE分散相尺寸最为均匀，且两相相畴尺寸较小。
　　 对上述几种方法制备的改性PVC进行热失重分析，EVA增容的PVC/PE共混物和PVC热降解的第一阶段活化能基本相同，第二阶段活化能有较大提高，两者在平衡状态下的初始分解温度都在220℃左右。而nano-CaCO3增容的PVC/PE共混物热稳定性有较大幅度地提升，同等升温速率下初始分解温度比前两者高出20℃。而挤出包覆最适宜温度的研究表明，PVC、PVC/PE/EVA、PVC/PE/nano-CaCO3三者的最佳包覆温度依次增大。
　　 分别将PVC(不同增塑剂配方)、PVC/PE/EVA(100/10/10)、PVC/PE/nano-CaCO3(5wt％)和涤纶进行挤出包覆，制备的包覆丝强度都在3cN/dtex以上，以PVC/PE/nano-CaCO3(5wt％)/PET包覆丝强度最高，达3.6cN/dtex。

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