PP/EVOH共混改善聚丙烯亲水性的研究

论文摘要

聚丙烯（PP）是一种性能优异用途广泛的聚烯烃材料，在纺织服装行业中有广泛的应用。PP具有诸如比重轻、无毒性、耐腐蚀、电绝缘性能优越等优良性能，加之原料来源丰富、成本低、产品价格低廉、用途广泛，正越来越受到人们的重视。但它又存在明显的缺点，如耐老化性差、低温易脆、抗静电性差、难染色、吸湿性差等，尤其是在吸湿性差的缺点上，大大限制了它在纺织服装领域的应用。本文综合运用了物理和化学方法，通过乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）对聚丙烯（PP）改性，改善PP吸湿、吸水性差的缺点，制备了PP/EVOH共混中空纤维，从而赋予PP共混纤维新的形态和结构，进而改善其亲水性。本研究具体方法及结果如下：（1）制备PP与丙烯酸丁酯的接枝共聚物（PP-g-BA）以及其醇解产物（PP-g-BAOH）作为界面剂并对其进行红外光谱的表征和接枝率的测定。（2）将EVOH按不同的比例与PP共混，并对混合物进行了流变性能，形态，热性能，力学性能，热稳定性和接触角的表征。（3）将EVOH按照不同比例添加PP中，并加入合成的界面剂和硬脂酸单甘脂，采用中空喷丝板，纺制成中空共混纤维，探索制备共混纤维的成型工艺条件及配方。（4）表征中空纤维的中空度和力学性能，并且测试中空纤维的保水率和回潮率。研究结果表明：界面剂PP-g-BA和PP-g-BAOH红外结果表明研究成功获得酯基和羟基。随着剪切速率的提高，PP/EVOH共混物的剪切应力随之提高，表观粘度下降。在相同温度和剪切速率下，随着EVOH含量的增加共混物的剪切应力和表观粘度随之增加。粘流活化能随着EVOH含量的增加而增加。加入界面剂PP-g-BA和PP-g-BAOH的共混物分散相的尺寸分布均匀，从而提高PP与EVOH相容性。DMA结果表明PP与EVOH共混物的玻璃化温度，损耗模量和储能模量随着EVOH的含量增加而增大。共混物的DSC曲线出现双熔融峰和双结晶峰，熔融峰和热结晶峰的位置与EVOH含量有关。加入EVOH后提高体系中聚丙烯的降解温度，也可以说明EVOH提高PP的热稳定性。PP/EVOH共混纤维的可润湿性保水率和回潮率均随EVOH含量增加而增强。

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第一章绪论

1.1 引言

1.2 PP 亲水改性方法及机理

1.3 复合纺丝改性聚丙烯方法

1.3.1 海岛型复合法

1.3.2 皮蕊复合法

1.4 接枝共聚改性 PP

1.4.1 等离子体接枝法

1.4.2 辐射接枝法

1.4.2.1 共辐射接枝法

1.4.2.2 无氧射接枝法

1.4.2.3 有氧预辐射接枝法

1.4.3 化学引发剂接枝法

1.4.5 固相接枝法

2协助固相接枝法'>1.4.6 超临界 CO₂协助固相接枝法

1.4.7 悬浮接枝

1.5 PP 共混改善其亲水性

1.5.1 表面活性剂添加共混体系

1.6 异形化改性 PP 纤维

1.6.1 中空纤维制备技术与应用

1.6.2 中空纤维生产技术

1.6.2.1 熔融纺丝法

1.6.2.2 复合纺丝法

1.6.2.3 湿法纺丝

1.6.3 中空纤维喷丝板的技术与种类

1.7 论文的研究目的创新之处

1.7.1 论文目的

1.7.2 论文研究特色和创新

第二章实验部分

2.0 实验主要原料与助剂

2.1 实验主要设备

2.2 PP/EVOH 共混物界面剂的制备

2.2.1 界面剂 PP 接枝丙烯酸丁酯共聚物（PP-g-BA）的制备

2.2.2 界面剂 PP 接枝丙烯酸丁酯共聚物醇解（PP-g-BA0H）的制备

2.3 PP/EVOH 共混物的制备

2.4 PP 与 EVOH 共混中空纤维的制备

2.5 PP/EVOH 共混物界面剂的红外光谱测试

2.6 PP/EVOH 共混物界面剂接枝率的测定

2.7 PP/EVOH 共混物的测试

2.7.1 PP/EVOH 共混物流变性能测试

2.7.2 共混物扫描电镜的测试

2.7.3 共混物 DSC 的测试

2.7.4 共混物 DMA 的测试

2.7.5 共混物接触角的测试

2.7.6 共混物 TGA 的测试

2.8 PP/EVOH 中空纤维的测试

2.8.1 中空纤维回潮率的测定

2.8.2 保水率的测试

2.8.3 中空度的测试

2.8.4 中空纤维线密度测试

2.8.5 中空纤维力学性能的测试

2.8.5.1 实验参数

第三章结果与讨论

3.1 界面剂 PP-g-BA 和 PP-g-BAOH 红外光谱分析

3.2 界面剂接枝率的分析

3.3 PP/EVOH 共混物的流变性能

3.3.1 剪切速率对剪切应力的影响

3.3.2 剪切速率对表观粘度的影响

3.3.3 温度对表观粘度的影响

3.4 PP/EVOH 共混物的形态

3.4.1 以 PP-g-MAH 为界面剂 PP/EVOH 共混物的形态

3.4.2 以 PP-g-BAOH 为界面剂 PP/EVOH 共混物的形态

3.5 PP/EVOH 共混物的热性质分析

3.6 PP/EVOH 共混物的动态力学性能分析

3.7 PP/EVOH 共混物接触角的测试与分析

3.8 EVOH 对聚丙烯热稳定性的影响

3.9 EVOH 含量变化对 PP/EVOH 中空纤维可纺性的研究

3.10 PP/EVOH 中空纤维吸湿性能的研究

3.10.1 EVOH 含量对纤维回潮率的影响

3.10.2 EVOH 含量对纤维的保水率的影响

3.11 PP/EVOH 中空纤维中空度的研究

3.12 PP/EVOH 中空纤维力学性能分析

第四章结论

参考文献

致谢

附录攻读硕士期间所取得的研究成果

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