阻燃PET共聚酯的等温结晶动力学研究_吴迪.pdf

第4 9卷 第1期2 0 2 3年2月东华大学学报(自然科学版)J OUR NA L O F D ON GHUA UN I V E R S I T Y(NA TUR A L S C I E N C E)V o l.4 9,N o.1F e b.2 0 2 3 文章编号:1 6 7 1-0 4 4 4(2 0 2 3)0 1-0 0 0 8-0 6D O I:1 0.1 9 8 8 6/j.c n k i.d h d z.2 0 2 1.0 5 0 6收稿日期:2 0 2 1-0 9-0 2通信作者:李发学,男,教授,研究方向为高聚物功能化改性,E-m a i l:f x l e e d h u.e d u.c n引用格式:吴迪,白桢慧,孙莉娜,等.阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学研究J.东华大学学报(自然科学版),2 0 2 3,4 9(1):8-1 3.WU D,B A I Z H,S UN L N,e t a l.S t u d y o n i s o t h e r m a l c r y s t a l l i z a t i o n k i n e t i c s o f f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r J.J o u r n a l o f D o n g h u a U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e),2 0 2 3,4 9(1):8-1 3.阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学研究吴 迪a,白桢慧a,孙莉娜a,朱瑞淑a,李发学a.b(东华大学 a.纺织学院,b.纺织科技创新中心,上海 2 0 1 6 2 0)摘要:选取2-羧乙基苯基次磷酸(C E P P A)作为阻燃剂,以对苯二甲酸(P T A)和乙二醇(E G)为原料,采用共聚法制备一系列阻燃聚对苯二甲酸乙二醇(P E T)共聚酯。利用乌氏黏度计测得共聚酯的特性黏度,采用等离子体光谱仪(I C P)测得共聚酯的实际磷含量,利用差示扫描量热仪(D S C)技术考察了C E P P A对共聚酯热学性能的影响规律,利用D S C及偏光显微镜(P OM)表征技术研究共聚酯的等温结晶动力学行为。结果表明:基于C E P P A的阻燃P E T共聚酯的特性黏度与成纤用P E T切片相似,具有熔融纺丝加工制备纤维的潜力;共聚酯的玻璃化转变温度、熔融温度、结晶度随C E P P A含量的增加而下降;由于C E P P A对共聚酯结晶链段的“塑化”及“稀释”效应,共聚酯结晶速率随C E P P A含量的增加先升高后降低。关键词:P E T共聚酯;阻燃;等温结晶动力学;球晶中图分类号:T Q 3 1 7.3 文献标志码:AS t u d y o n i s o t h e r m a l c r y s t a l l i z a t i o n k i n e t i c s o f f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e rWU D ia,B A I Z h e n h u ia,S UN L i n aa,ZHU R u i s h ua,L I F a x u ea,b(a.C o l l ege o f T e x t i l e s,b.I n n o v a t i o n C e n t e r f o r T e x t i l e S c i e n c e a n d T e c h n o l og y,D o ngh u a U n i v e r s i ty,S h a ngh a i 2 0 1 6 2 0,C h i n a)A b s t r a c t:A s e r i e s o f f l a m e r e t a r d a n t po lye t hyl e n e t e r eph t h a l a t e s(P E T-b a s e d c o-po lye s t e r)w e r e pr epa r e d by c opo lym e r i z a t i o n o f t e r eph t h a l i c a c i d(P T A)a n d e t hyl e n e glyc o l(E G)w i t h 2-c a r b o xye t hyl ph e nyl hy poph o sph o r i c a c i d(C E P P A)a s t h e f l a m e r e t a r d a n t.U z b e k v i s c o m e t e r t e s t s w e r e pe r f o r m e d t o m e a s u r e t h e i n t r i n s i c v i s c o s i ty o f t h e pr epa r e d c o-po lye s t e r s.T h e a c t u a l ph o sph o r u s c o n t e n t s a n d t h e t h e r m a l pr ope r t i e s o f P E T-b a s e d c o-po lye s t e r s w e r e s t u d i e d by t h e i n d u c t i o n c o upl e pl a s m a(I C P)a n d t h e D S C m e a s u r e m e n t s,r e spe c t i v e ly.T h e c rys t a l l i z a t i o n k i n e t i c s o f t h e pr epa r e d c o-po lye s t e r s w e r e m e a s u r e d by t h e c o m b i n a t i o n o f D S C a n d po l a r i z i ng opt i c a l m i c r o s c ope(P OM)t e s t s.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e i n t r i n s i c v i s c o s i ty o f t h e P E T-b a s e d c o-po lye s t e r s i s s i m i l a r t o t h e o n e o f pu r e po lye s t e r,i n d i c a t i ng t h a t t h ey m ay b e u s e d a s t h e r a w m a t e r i a l s f o r pr o d u c i ng c o r r e spo n d i ng f i b e r s.T h e gl a s s t r a n s i t i o n t e mpe r a t u r e,m e l t i ng t e mpe r a t u r e,a n d c rys t a l l i n i ty o f t h e P E T-b a s e d c o-po lye s t e r s d e c r e a s e w i t h t h e i n c r e a s i ng c o n t e n t o f C E P P A.D u e t o t h e c o mpe t i t i v e“pl a s t i c i z a t i o n”e f f e c t a n d“d i l u t i o n”e f f e c t o f C E P P A i n t h e m o l e c u l a r c h a i n s,t h e c rys t a l l i z a t i o n r a t e o f P E T-b a s e d c o-po lye s t e r s i n c r e a s e s 第1期吴 迪,等:阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学研究f i r s t a n d t h e n d e c r e a s e s a s t h e i n c r e a s i ng c o n t e n t o f t h e f l a m e r e t a r d a n t.K e y w o r d s:P E T-b a s e d c o-po lye s t e r;f l a m e r e t a r d a n t;i s o t h e r m a l c rys t a l l i z a t i o n k i n e t i c s;sph e r u l i t e s 自1 9 4 1年聚对苯二甲酸乙二醇酯(P E T)首次被合成以来,其纤维制品(涤纶)已发展成为纺织领域应用最为广泛的化学纤维。由于P E T强度高、化学稳定性好及耐气候性强等诸多优良性能,其相关制品被广泛应用于家纺、服装、汽车座椅、轮胎等领域1-2。然而,作为一种热塑性聚合物,P E T的阻燃性较差,即遇到明火极易燃烧,且可快速引燃其他易燃材料3-5。另 外,P E T燃 烧 过 程 中 会 产 生C O、C O2、H2O、乙醛、苯甲酸、对苯二甲酸、乙酸、碳氢化合物、苯甲酸乙烯和对苯二甲酸二乙烯等热解产物6-7,严重危及人的生命和财产安全。因此开发阻燃P E T具有极其重要的现实意义。共混、共聚及后整理改性是提高P E T阻燃性能最为常 用 的3种 方 法。共 混 改 性 是 将 阻 燃 剂 与P E T切片在高温下混合,其属于物理改性法,具有操作简单、成本低等显著优势,但也存在阻燃剂易团聚和迁移等缺点,从而影响产品阻燃效果。共聚改性是以化学键接的方式将阻燃剂“嵌入”到P E T主链段中,属化学改性法,阻燃效果持久,但存在工艺复杂、操作困难等技术难题。后整理是将样品浸没在阻燃剂溶液中,通过表面黏附阻燃剂以提高产品阻燃性能,由于表面阻燃剂黏附牢度有限,相关制品阻燃耐久性较差,并且表面涂覆阻燃剂会严重影响纺织制品的透气性、柔软度等使用性能,更无法满足高档服装的舒适性要求。耐水洗牢度是纺织品的重要指标。基于化学共聚法的阻燃P E T纤维具有优良的阻燃耐久性,其制品经反复水洗处理后仍能保持良好的阻燃性。因此,采用化学共聚法开发阻燃P E T是实现其在纺织领域规模化应用最为有效的方法8-9。反应型磷系阻燃剂具有阻燃效率高、无毒、无污染等优点,可作为共聚单体“接入”P E T分子主链中,以提高基体阻燃性。据文献1 0 报导,当磷质量分数为61 0-3时,共聚 型 阻 燃P E T的 极 限 氧 指 数(L O I)可 达3 0%。然而,反应型磷系阻燃剂的引入会大幅度改变P E T的晶体成核、晶粒生长等结晶行为,造成丝条固化速度下降,严重影响P E T熔融纺丝加工过程。因此,系统分析阻燃剂对P E T结晶过程的影响规律,对共聚型阻燃P E T的熔融纺丝加工及应用具有极其重要的指导意义。以2-羧乙基苯基次磷酸(C E P P A)为阻燃单体,采用化学共聚法制备一系列不同阻燃剂含量的共聚型阻燃P E T 阻燃P E T共聚酯。利用乌氏黏度计、等离子光谱仪(I C P)分别测得共聚酯的特性黏度及磷元素含量,采用差示扫描量热仪(D S C)、偏光显微镜(P OM)考察C E P P A对P E T等温结晶动力学过程的影响规律。研究结果可为后续阻燃P E T共聚酯熔融纺丝工艺设计及优化提供数据支持和理论依据。1 试验部分1.1 试验药品及仪器 对苯二甲酸(P T A),汉邦(江阴)石化,纯度为9 9%;乙二醇(E G),上海毕得医药科技股份有限公司,纯度为9 9.9%;C E P P A,温州守诚化工科技有限公司,纯度为9 9%;三氧化二锑(S b2O3),沪试,纯度为9 9.9 9%。5L反应釜(扬州普利特化工设备有限公司);切粒机(莱州市万凯机械有限公司);电子分析天平(C B 6 0 3-N型,上海精密科学仪器仪表有限公司);电热真空干燥箱(Z K F-0 3 5型,上海实验仪器厂);等离子体发射光谱仪(P r o d i g y型,美国L e e m a n公司);差示扫描量热仪(D S C 4 0 0 0型,美国P e r k i n E l m e r公司);偏光显微镜(X R C-型,上海凯历迪新材料科技股份有限公司)。1.2 阻燃P E T共聚酯的制备 阻燃P E T共聚酯的制备方法如图1所示,反应分为以下两步进行:(1)C E P P A酯化液的制备。将C E P P A与E G(摩尔比为1.0 2.2)充分混合后,在1 5 0 下反应3 h,制得C E P P A酯化液(C E P P A-E G)。(2)阻燃P E T共聚酯的合成。将P T A、E G(摩尔比为1.0 1.4)和S b2O3(相对于P T A的质量分数为0.0 4%)加入5L反应釜,在温度为2 4 0、压力约0.3 MP a的条件下进行酯化反应。待出水量约达到理论值的9 0%后,通过二次加料装置向反应体系中添加特定比例的C E P P A-E G,并在2 6 0、低真空下进行预缩反应。然后升温至2 8 0,在小于5 0 P a压力下进行缩聚反应,反应结束后经出料、切粒、干燥工序,制得不同C E P P A摩尔含量的P E T共聚酯(P E T-X,X=pq1 0 0,其中,p为C E P P A-E G重复单元的个数,q为P T A重复单元的个数)。9东华大学学报(自然科学版)第4 9卷 图1 阻燃P E T共聚酯的合成过程F i g.1 S y n t h e s i s o f f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r1.3 测试与表征1.3.1 乌氏黏度计测试 将0.1 2 5 g阻 燃P E T共 聚 酯 试 样 溶 解 于2 5 m L苯酚/氯乙烷(质量比为1 1)混合溶剂中,制得质量浓度为5 m g/m L的溶液。在2 5 恒温水浴环境下,采用乌氏黏度计测试阻燃P E T共聚酯溶液的特性黏度。1.3.2 I C P测试 将阻燃P E T共聚酯置于6 0 环境中真空干燥6 h后,利用I C P测试阻燃P E T共聚酯样品中磷元素含量。1.3.3 D S C测试 取51 0m g阻燃P E T共聚酯样品置于D S C坩埚中,在氮气流量为2 0 m L/m i n下分别进行以下两种测试:(1)玻璃化转变温度(Tg)、熔点(Tm)、熔融焓(He)及结晶度(C)的测定。阻燃P E T共聚酯样品以2 0/m i n的速率从3 0 升至2 8 0,并在此温度下保温3 m i n以消除其热历史。然后,样品以1 0/m i n的速率降温至0,再采用相同速率重新升温至2 9 5,基于第二次升温曲线计算得到其的Tg、Tm、He、C等参数,其中C由式(1)计算得到。C=HeH1 0 0%(1)式中:H为完全结晶P E T的熔融焓(理论值),H=1 2 5.6 J/g1 1。(2)等温结晶测试。阻燃P E T共聚酯样品以4 0/m i n的速率升温至2 8 0,保温3 m i n以消除其热历史,然后以1 0 0/m i n的速率分别降温至1 9 4、1 9 7、2 0 0、2 0 3,保温3 0 m i n,记录得到共聚酯的等温结晶曲线。1.3.4 P OM测试 取少量阻燃P E T共聚酯样品置于两载玻片之间,利用热台将其加热至2 8 0 后按压盖玻片,使样品铺展,随后以1 0 0/m i n速率迅速将样品降至2 2 0 并保温1 0 m i n,观察阻燃P E T共聚酯的结晶成核及晶体生长过程。2 结果与讨论2.1 阻燃P E T共聚酯的特性黏度和磷质量分数 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的特性黏度和磷质量分数如表1所示。由表1可知,阻燃P E T共聚酯的特性黏度随C E P P A含量的增加而略降低,但均与成纤所用P E T的特性黏度(0.5 50.6 7 d L/g)相接近1 2。此结果表明,基于C E P P A的阻燃P E T共聚酯具备经熔纺加工成为纺织用纤维的潜力。此外,由I C P结果可知,共聚酯样品中磷质量分数的实测值约为理论值的8 0%,这可能是因为在高温、高真空缩聚过程中少量C E P P A会随乙二醇的“溢出”被抽离反应体系。表1 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的特性黏度与磷质量分数T a b l e 1 I n t r i n s i c v i s c o s i t y a n d p h o s p h o r u s m a s s f r a c t i o n o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r样品特性黏度/(d Lg-1)磷质量分数/1 0-6理论值实测值P E T0.6 6 8 0 0P E T-40.6 5 0 6 6 5 6 5 2 4 0P E T-1 00.6 3 11 5 3 6 91 2 1 1 02.2 阻燃P E T共聚酯的热学性能 纯P E T和阻燃P E T共聚酯第二次升温曲线如图2所示。图2 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的第二次D S C升温曲线F i g.2 D S C c u r v e s o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n tP E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r d u r i n g t h e s e c o n d h e a t i n g由图2可知,阻燃P E T共聚酯的Tg、Tm均随01 第1期吴 迪,等:阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学研究阻燃剂C E P P A含量的增加而降低。这可能是因为阻燃单体的嵌入改变了共聚酯大分子主链结构,随亚甲基(CH2CH2)比例增加,链段柔性增大,分子链运动能力增强1 3。纯P E T和阻燃P E T共聚酯的热性能参数如表2所示。由表2可以看出,随着阻燃剂C E P P A含量的增加,阻燃P E T共聚酯的熔融焓降低,结晶度逐渐下降。据文献1 4 报导,由于阻燃结构单元侧基苯环较大的位阻效应,基于C E P P A的聚酯链段在常温下呈无定形结构,不参与结晶,所以阻燃P E T共聚酯结晶度的降低可能是由C E P P A基聚酯链段的“稀释”效应所导致的。表2 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的热性能参数T a b l e 2 T h e r m a l p e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r样品Tg/Tm/He/(Jg-1)C/%P E T8 0.82 5 2.33 6.72 9.2P E T-47 5.72 4 7.43 2.92 6.2P E T-1 07 2.42 3 2.82 7.5 2 1.92.3 阻燃P E T共聚酯的结晶动力学行为 纯P E T和阻燃P E T共聚酯在1 9 4、1 9 7、2 0 0、2 0 3的等温结晶曲线如图3所示。由图3可以看出,随着结晶温度的升高,所有样品的结晶放热峰均向右移动且峰形逐渐变宽。这主要是因为高结晶温度赋予高分子链更多能量,布朗运动加剧,分子链聚集成核过程受到抑制。以等温结晶曲线偏离基线的点作为结晶起始时间(t=t0),以曲线重新回到基线的点作为结晶中止时间(t=t),由式(2)计算得到阻燃P E T共聚酯的相对结晶度(Xt)随时间的变化。Xt=tt0dHtdt()dttt0dHtdt()dt=HtH(2)式中:Ht为阻燃P E T共聚酯在等温结晶过程中t时刻的结晶焓;Ht为阻燃P E T共聚酯在等温结晶过程中“0t”的结晶焓,J/g;H为阻燃P E T共聚酯在等温结晶过程中的总结晶焓,J/g。图3 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的等温结晶曲线F i g.3 I s o t h e r m a l c r y s t a l l i z a t i o n c u r v e s o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的相对结晶度与时间的关系曲线如图4所示。由图4可知,所有样品的等温结晶曲线均呈反“S”型,且达到最大相对结晶度的时间随结晶温度的升高而增加。此结果说明阻燃P E T共聚酯的等温结晶过程仍遵循经典的高分子结晶过程理论1 5:结晶初期主要为晶核形成过程,晶体生长速度较慢;当晶核完全形成之后,晶体生长速度显著提高;由于空间有限,结晶后期因晶体间的碰撞、挤压作用,晶体生长受到抑制,曲线趋于平缓。图4 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的相对结晶度与时间的关系F i g.4 D i a g r a m o f r e l a t i v e c r y s t a l l i n i t y v e r s u s t i m e o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r A v r a m i方程是研究聚合物等温结晶动力学过程最为有效的方法之一,其表达式如式(3)所示。11东华大学学报(自然科学版)第4 9卷 Xt=1-e x p(-K tn)(3)式中:K为结晶速率常数;n为A v r a m i指数,反映晶核的生长方式和生长机理,其值为晶体生长的空间维数与成核过程的时间维数之和。对式(3)两边取两次对数,得到式(4)。l g-l n(1-Xt)=nl g t+l g K(4)以l g-l n(1-Xt)对l g t作图并进行线性拟合,结果如图5所示。由图5可知,l g-l n(1-Xt)与l g t具有良好的线性关系,表明阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学过程可利用A v r a m i方程描述。基于图5计算得到的阻燃P E T共聚酯等温结晶动力学参数如表3所示。由表3可知,阻燃P E T共聚酯的A v r a m i指数n值为2.5 92.9 3,表明其倾向于异相成核,生长方式为三维球晶生长,该结论与P OM测试结果一致。图5 纯P E T和阻燃P E T共聚酯等温结晶l g-l n(1-Xt)与l g t关系图F i g.5 P l o t o f l g-l n(1-Xt)v e r s u s l g t f o r i s o t h e r m a l c r y s t a l l i z a t i o n o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r s 国内外通常以半结晶时间(t1/2)结晶过程完成5 0%所需的时间,作为描述高分子结晶快慢的动力学参数,其表达式如式(5)所示。t1/2=(l n 2/K)(1/n)(5)此外,高分子的结晶速率(G)也可采用半结晶时间的倒数进行表征,其表达式如式(6)所示。G=1t1/2(6)根据式(5)和(6),计算得到阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学参数如表3所示。表3 纯P E T和阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学参数T a b l e 3 K i n e t i c p a r a m e t e r s f o r i s o t h e r m a l c r y s t a l l i z a t i o n o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r样品结晶温度/Knt1/2/m i nG/m i n-1P E TP E T-4P E T-1 01 9 40.2 9 3.1 1 1.3 2 0.7 6 1 9 70.2 0 3.1 5 1.4 8 0.6 8 2 0 00.1 4 3.1 9 1.6 6 0.6 0 2 0 30.1 0 3.3 9 1.7 7 0.5 6 1 9 42.0 4 2.9 3 0.6 9 1.4 5 1 9 71.0 8 2.7 8 0.8 5 1.1 7 2 0 00.5 8 2.7 3 1.0 6 0.9 4 2 0 30.3 3 2.6 3 1.3 3 0.7 5 1 9 40.1 0 2.7 9 2.0 1 0.5 0 1 9 70.0 5 2.6 7 2.6 5 0.3 8 2 0 00.0 3 2.5 1 3.7 3 0.2 7 2 0 30.0 1 2.5 9 4.8 2 0.2 1 由表3可知:共聚酯样品的t1/2均随结晶温度的升高而增加;相同结晶温度下,阻燃P E T共聚酯的t1/2随C E P P A含量的增加先减小后增大。这可能与C E P P A对阻燃P E T共聚酯结晶链段的“塑化”及“稀释”效应有关。“塑化”效应1 6:C E P P A的嵌入会降低分子主链中苯环含量,同时提高亚甲基比例,分子链柔顺度增加,更易折叠形成晶体,对结晶具有促进作用。“稀释”效应1 7:C E P P A的嵌入增加P E T结晶链段间的距离,降低结晶链段的“相遇”概率,对结晶具有抑制作用。当C E P P A含量较低时,“塑化”效应强于“稀释”效应,P E T-4的结晶速率高于P E T;当C E P P A含量较高时,“稀释”效应占主导作用,P E T-1 0的结晶速率低于P E T。21 第1期吴 迪,等:阻燃P E T共聚酯的等温结晶动力学研究2.4 阻燃P E T共聚酯的结晶形貌 采用原位偏光显微镜测试阻燃P E T共聚酯在2 2 0下不同结晶时间的结晶形貌,如图7所示。由图7可知,所有共聚酯均呈现清晰的圆球状轮廓,且以晶核为球心向三维空间方向放射性生长,形成的球晶 具 有 典 型 的 马 耳 他 十 字 消 光 现 象,表 明C E P P A的嵌入未改变P E T的球晶形态及其总体生长过程。然而,由于C E P P A对阻燃P E T共聚酯结晶链段的“稀释”效应,在相同结晶时间内(1 m i n),P E T-4与P E T-1 0的球晶密度(单位面积内球晶的数量)均小于P E T。由于C E P P A对共聚酯P E T结晶链段 的“塑 化”效 应,当 结 晶 时 间 达3 m i n(或5m i n)时,P E T-4和P E T-1 0的 球 晶 尺 寸 均 大 于P E T,表明C E P P A的嵌入对单个球晶的生长具有促进作用。上述现象从侧面证明了阻燃P E T共聚酯t1/2随等温结晶温度变化规律的正确性。图6 纯P E T和阻燃P E T共聚酯在2 2 0 下不同结晶时间的结晶形貌F i g.6 C r y s t a l m o r p h o l o g y o f p u r e P E T a n d f l a m e r e t a r d a n t P E T-b a s e d c o-p o l y e s t e r d u r i n g h e a t i n g a t 2 2 0 w i t h d i f f e r e n t c r y s t a l l i z a t i o n t i m e3 结 论 以C E P P A为阻燃单体,基于共聚法合成了阻燃P E T共聚酯,研究了C E P P A对其特性黏度、玻璃化转变温度、熔融温度、结晶度及等温结晶动力学过程的影响规律,得出以下结论:(1)D S C测试结果表明,阻燃P E T共聚酯的玻璃化转变温度、熔融温度和结晶度均随C E P P A含量的增加而降低。(2)等温结晶及P OM测试结果表明,阻燃P E T共聚酯倾向于异相成核,晶体生长方式为三维球晶生长。由于C E P P A对阻燃P E T共聚酯结晶链段的“塑化”和“稀释”效应(竞争效应),其结晶速率随C E P P A含量的增加先升高后降低。为促使P E T及其制品具有良好阻燃性,需通过共聚反应引入大量C E P P A。但本文研究结果表明,当C E P P A含量较高时,阻燃P E T共聚酯的结晶速率明显下降,可能导致产品成型加工困难,如熔融纺丝过程中易造成丝条粘连现象。此问题可通过原位添加高效成核剂(如滑石粉、蒙脱土、C a C O3、有机钠盐类等)进行改善,成核剂对阻燃P E T共聚酯结晶性能的影响规律将在后续工作中进行研究。参 考 文 献1贾红兵,宋晔,王经逸.高分子材料M.南京:南京大学出版社,2 0 1 9.(下转第7 5页)31 第1期丁彩红,等:喷丝板自动化铲板的刮铲工艺参数设计与优化4 3.7 N铲板力进行刮铲作业时,刮铲3圈后,污染指数小于0.0 4%,达到铲板清洁要求。本研究是在实验室工况下的自动化铲板试验系统上进行的,板面黏附物由高温E VA热熔胶模拟,虽然不同于实际的纺丝结焦物形态和工况,但两者的结焦物的黏附形式相近,且铲刀材质、喷丝板、铲板工艺动作等试验工况和实际工况完全相同,因此优化结果可为实际工况下的自动化铲板系统提供定性参考。参 考 文 献1于勤,王强,范雪荣.二醋酸纤维素纤维纺丝溶液的挤出胀大行为J.纺织学报,2 0 1 5,3 6(4):7-1 0.2YU W D.E s t i m a t i o n o f s i n g l e-f i b r e t e n s i l e p r o p e r t i e s f r o m t h e b u n d l e t e n s i l e c u r v e o f p o l y e s t e r f i b r e sJ.J o u r n a l o f D o n g h u a U n i v e r s i t y(E n g l i s h E d i t i o n),2 0 0 4,2 1(1):1 8-2 3.3王国良,朱伟锴,张桂萍,等.涤纶纺丝车间智能铲板机器人的应用J.合成纤维,2 0 2 0,4 9(4):4 9-5 1.4佚名.O e r l i k o n首台铲板机器人在印度成功投入使用J.纺织导报,2 0 2 0(3):9.5宫川敬史,川崎秀一,本仪守之,等.纺丝喷嘴清理装置和纺丝机的清理方法:2 0 0 4 1 0 0 6 2 8 7 6.5P.2 0 0 5-0 2-0 9.6张家 春.一 种 自 动 清 板 系 统:2 0 2 0 2 1 4 5 0 2 9 3.0P.2 0 2 1-0 1-1 9.7东华大学.一种自动化铲板的机电系统及方法:2 0 1 9 1 0 7 2 4 9 2 7.2P.2 0 1 9-1 1-0 5.8东华大学.一种自动化铲板装置:2 0 1 9 1 0 7 5 7 2 9 0.7P.2 0 1 9-1 0-2 2.9丁彩红,李署程,季兴跃.基于缓冲对刀策略的自动化铲板组件设计J.纺织学报,2 0 2 0,4 1(4):1 5 5-1 6 0.1 0MO S HKOV I S H A,P E R F I L Y E V V,L A P S K E R I,e t a l.F r i c t i o n,w e a r a n d p l a s t i c d e f o r m a t i o n o f C u a n d/b r a s s u n d e r l u b r i c a t i o n c o n d i t i o n sJ.W e a r,2 0 1 4,3 2 0:3 4-4 0.1 1A R C HA R D J F.C o n t a c t a n d r u b b i n g o f f l a t s u r f a c e sJ.J o u r n a l o f A p p l i e d P h y s i c s,1 9 5 3,2 4(8):9 8 1-9 8 8.1 2黄钰浩,黄平.一种磨损数值计算方法的实验分析J.润滑与密封,2 0 1 9,4 4(6):1 0-1 6.1 3徐传义,史兴宽.利用图像处理技术自动评价超光滑表面的清洁度J.航空精密制造技术,2 0 0 0,3 6(6):1-4.1 4C HE NG X Y,C HA I F X,GAO J,e t a l.1 s t O p t a n d g l o b a l o p t i m i z a t i o n p l a t f o r m:c o m p a r i s o n a n d c a s e s t u d yC/P r o c e e d i n g s o f 2 0 1 1 4 t h I E E E I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n C o m p u t e r S c i e n c e a n d I n f o r m a t i o n T e c h n o l o g y.B e i j i n g:I n s t i t u t e o f E l e c t r i c a l a n d E l e c t r o n i c s E n g i n e e r s,I n c,2 0 1 1:3 4 7-3 5 1.1 5董恰.基于1 s t O p t的二级圆柱齿轮减速器优化设计J.机械传动,2 0 1 2,3 6(7):6 9-7 1.(责任编辑:杜 佳)(上接第1 3页)2王玉忠.高分子材料阻燃设计J.大自然探索,1 9 9 5(3):5 6-6 3.3KA D I R A,A B D E L GHAN I L,V I N C E N T B,e t a l.L a y e r-b y-l a y e r d e p o s i t i o n o f a T i O2-f i l l e d i n t u m e s c e n t c o a t i n g a n d i t s e f f e c t o n t h e f l a m e r e t a r d a n c y o f p o l y a m i d e a n d p o l y e s t e r f a b r i c s J.C o l l o i d s a n d S u r f a c e s A:P h y s i c o c h e m i c a l a n d E n g i n e e r i n g A s p e c t s,2 0 1 5,4 6 9:1-1 0.4KAN D O L A B K,N D I AY E M,P R I C E D.Q u a n t i f i c a t i o n o f p o l y m e r d e g r a d a t i o n d u r i n g m e l t d r i p p i n g o f t h e r m o