不同拉伸比的形状记忆纤维的制备及性能研究
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陈
莉 等 ： 同拉 伸 比的 形 状 记 忆 纤 维 的制 备 及 性 能 研 究 不
不 同拉 伸 比的 形状 记 忆 纤 维 的制 备 及 性 能 研 究
陈 莉 ， 知之 ， 义 平 ， 董 赵 于 晓
（ 津工 业大 学 材料科 学 与工程 学 院 ， 性与 功能 纤维 天津 市重点 实 验室 ， 天 改 天津 ３ ０ ６ ） ０ １ ０
～
７ ℃的硫 酸钠 水溶 液 （ ７ ～３ ０ ／ ） Ｏ ３ ０ ８ ｇ Ｌ 中对 纤 维 进 行
１ 引 言
热致 感应 型形 状 记 忆 高 分 子 因其 适 用 性 广 泛 、 响 应 条件 易于调 节 、 回复 能 力 可控 性 强 而 成 为形 状 记忆
拉 伸 ， 到 了不 同拉 伸 比（ ｒｗ ｎ ａｉ） 得 ｄ ａ ｉｇｒｔ 的共 混 纤维 。 ｏ
２ １ 原 料 ．
ｗ来自百度文库
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而
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丙烯 酸 十八 酯 （ｔａ ｙ ａｒ ｌｔ） 工 业 品 ， 津 市 ｓｅｒ ｌ ｃｙａｅ ， 天
为纤 维试样 吸 水前 的初 始 干重 ； Ｗ 为纤 维试
样 吸水 平衡后 的 湿重 。 ２ ３ ２ 纤维 力学 性能测 定 ．．
公司， 使用 前经 过 提 纯 ； 它试 剂 均 为 分 析 纯 ， 接 使 其 直
用。
用 电子单 纤 强力仪 测定 不 同拉 伸 比纤 维 的断 裂强
度 。试 样 长度 为 ｌ ｍｍ， Ｏ 实验 环境 温度 ２ ℃， ０ 拉伸速 率
１ ｍｍ／ ｎ 每组 样 品测量 ６次后取 平均值 。 ５ ｍｉ ，
这 里 的拉伸 比指 的是 名义拉 伸 比 Ｒ， ： 即
Ｒ 一
１
高分 子材料 这 一 研 究 领 域 的热 点ｎ ］ 。我 们 用 丙 烯 酸 十八 酯 （ Ａ） 丙烯 酸 （ Ｓ 与 ＡＡ） 聚物 Ｐ Ｓ Ｃ— 共 （ Ａ—ＯＡＡ） 与 ， 具有 较好 可 纺 性 的 聚 乙 烯 醇 （ ＶＡ） 混 直 接 纺 制 出 Ｐ 共
０４ ． ｍｍ； 卷绕 辊和 拉伸 辊直径 均 为 ９ ｍ； ｃ 喷丝 头拉 伸 比
为 负值 ， 利 于成 型过程 的稳 定 ， 生纤 维 的结 构也 比 有 初 较 均匀 ； 固浴 的 温度 控 制 在 （ ８ ） ； 进 剂 二环 凝 １ ±２ ℃ 促 己基 碳酰 亚胺 以交联 剂 质量 的 ２倍 溶 于凝 固浴 中。原 液温 度保 持在 ９ ℃下进 行 纺丝 ， 在 纺丝 过 程 中在 ６ ０ 并 ５
２ ３ １ 纤维 吸水 性能 测定 ．．
将纤 维取样 ， 在烘 箱 中 烘 干 ２ ｈ 称 取 试 样 的干 放 ４， 重 。然后 将纤 维浸 泡在 水 中 ２ ｈ 达 到平 衡后 ， ４， 将纤 维 表面 的水 吸去 ， 称量纤 维 的湿 重 。吸水倍 率 ：
Ｗ 一 Ｗ
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２ 实 验
２ ３ ３ 差 示扫 描量热 分析 （ Ｓ ） ． ． Ｄ Ｃ
２ ２ 形 状记 忆纤 维 的制备 ．
利 用差 示扫 描 量 热仪 （ 国 Ｐ ＲＫＩ — Ｌ Ｒ公 美 Ｅ Ｎ Ｅ ＭＥ 司Ｄ Ｃ Ｓ ７型 ） 在 Ｎ。保 护 下 ， 定 反 应 制 得 的 Ｐ（ Ａ— ， 测 Ｓ
摘 要 ： 用 冻 胶 法 直 接 纺 制 热 致 感 应 型 形 状 记 忆 纤
聚合 釜 中加 热 搅拌使 其 溶 解 ， 然后 在 ９ ℃下 保 温真 空 Ｏ
脱 泡 ２ ， 得均 一稳 定透 明 的纺丝原 液 。 ｈ制
维， 并对初 生 纤维进行 了拉 伸 处理 ， 通过 各 种测 试 手段
形状记 忆初 生纤 维 ， 究 了纤 维 的 结 晶结 构 与 形 状 记 研 忆性 能［ 。但 是经 纺 丝 成 形 后 的初 生 纤 维 ， ６ ］ 由于 结 构
其 中 ， 为拉 伸 辊 的拉 伸 速度 ， 为卷 绕 辊 的喂
丝速度 。为进行 比较 纺制 了纯 Ｐ ＶＡ纤 维 。Ｐ ＶＡ 的原 液浓度 为 １ ， ９ ℃溶 解 搅拌 ４ ， 后 静置 保 温脱 ５ 于 ６ ｈ然 泡 ２ 。凝 固浴 为 硫 酸 钠 水溶 液 （ ０ ～４ ０ ／ ） 温 度 ｈ ４ ０ １ｇ Ｌ ，
研 究 了不 同拉 伸 比 下 纤 维 的 吸 水 性 能 、 性 能 、 态 力 热 动
用 自制 纺丝 机 ， 乙醇 作 凝 固浴 进 行 纺 丝 。计 量 以
泵 转速 为 ２ ｒ ｍｉ ， 供量 为 ０ ６ ／ ； 丝孔 直 径 为 １／ ｎ 泵 ． ｍＬ ｒ 喷
学性 能 以及 形 状记 忆特 性 。 结果 表 明 ， 着拉 伸 比的 随 提 高， 纤维 的断 裂 强度 增 大 ， 水 性 降低 ， 维 的模 量 吸 纤
为 ４ ￣４ ℃ 。 ３ ５ ２ ３ 性 能 测 试 ．
不 稳定 ， 超分 子结 构序 态较低 ， 物理 机 械性 能还 不 能 其
满 足纺 织加 工 的要 求 ， 要通 过 一系列 后 加工 工 序 ， 需 其 中最重要 的工 序之 一是拉 伸 。本文 纺 制 出不 同拉 伸 比 的 Ｐ Ｓ －ＯＡＡ） Ｐ （ Ａ Ｃ— 和 ＶＡ 共 混 纤 维 ， 究 了拉 伸 比对 研 纤维 结构 与性 能的影 响 。
天骄化工 有 限公司 ， 使用 前经 过无 水 乙醇重 结 晶 提纯 ；
丙烯 酸 （ｃｙｉ ａｉ） 化 学 纯 ， ａｒｌ ｃ ， ｃ ｄ 天津 市 科 密 欧化 学 试剂
开发 中心 ， 用 前经 过 减压 蒸 馏提 纯 ； 乙烯 醇 （ ｏｙ 使 聚 ｐ ｌ— ｖｎ ｌ ｌ ｈ ｌ Ｐ ｉｙ ｃ ｏ ， ＶＡ） 工 业 品 ， ａｏ ， 福建 纺 织化 纤 集 团有 限
提 高 ， 显 示 出更好 的 热致 感应 形状记 忆性 能 。 且 关键 词 ： 形 状记忆 纤维 ； 拉伸 比 ； 丙烯 酸 十八 酯 ； 烯 丙 酸 ； 乙烯 醇 聚 中图分类 号 ： Ｏ６ １ ３ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ １９ ３ （０ ０ ０ －２ ９０ １ ０ —７ １ ２ １ ） ７１ １ －３
莉 等 ： 同拉 伸 比的 形 状 记 忆 纤 维 的制 备 及 性 能 研 究 不
不 同拉 伸 比的 形状 记 忆 纤 维 的制 备 及 性 能 研 究
陈 莉 ， 知之 ， 义 平 ， 董 赵 于 晓
（ 津工 业大 学 材料科 学 与工程 学 院 ， 性与 功能 纤维 天津 市重点 实 验室 ， 天 改 天津 ３ ０ ６ ） ０ １ ０
～
７ ℃的硫 酸钠 水溶 液 （ ７ ～３ ０ ／ ） Ｏ ３ ０ ８ ｇ Ｌ 中对 纤 维 进 行
１ 引 言
热致 感应 型形 状 记 忆 高 分 子 因其 适 用 性 广 泛 、 响 应 条件 易于调 节 、 回复 能 力 可控 性 强 而 成 为形 状 记忆
拉 伸 ， 到 了不 同拉 伸 比（ ｒｗ ｎ ａｉ） 得 ｄ ａ ｉｇｒｔ 的共 混 纤维 。 ｏ
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丙烯 酸 十八 酯 （ｔａ ｙ ａｒ ｌｔ） 工 业 品 ， 津 市 ｓｅｒ ｌ ｃｙａｅ ， 天
为纤 维试样 吸 水前 的初 始 干重 ； Ｗ 为纤 维试
样 吸水 平衡后 的 湿重 。 ２ ３ ２ 纤维 力学 性能测 定 ．．
公司， 使用 前经 过 提 纯 ； 它试 剂 均 为 分 析 纯 ， 接 使 其 直
用。
用 电子单 纤 强力仪 测定 不 同拉 伸 比纤 维 的断 裂强
度 。试 样 长度 为 ｌ ｍｍ， Ｏ 实验 环境 温度 ２ ℃， ０ 拉伸速 率
１ ｍｍ／ ｎ 每组 样 品测量 ６次后取 平均值 。 ５ ｍｉ ，
这 里 的拉伸 比指 的是 名义拉 伸 比 Ｒ， ： 即
Ｒ 一
１
高分 子材料 这 一 研 究 领 域 的热 点ｎ ］ 。我 们 用 丙 烯 酸 十八 酯 （ Ａ） 丙烯 酸 （ Ｓ 与 ＡＡ） 聚物 Ｐ Ｓ Ｃ— 共 （ Ａ—ＯＡＡ） 与 ， 具有 较好 可 纺 性 的 聚 乙 烯 醇 （ ＶＡ） 混 直 接 纺 制 出 Ｐ 共
０４ ． ｍｍ； 卷绕 辊和 拉伸 辊直径 均 为 ９ ｍ； ｃ 喷丝 头拉 伸 比
为 负值 ， 利 于成 型过程 的稳 定 ， 生纤 维 的结 构也 比 有 初 较 均匀 ； 固浴 的 温度 控 制 在 （ ８ ） ； 进 剂 二环 凝 １ ±２ ℃ 促 己基 碳酰 亚胺 以交联 剂 质量 的 ２倍 溶 于凝 固浴 中。原 液温 度保 持在 ９ ℃下进 行 纺丝 ， 在 纺丝 过 程 中在 ６ ０ 并 ５
２ ３ １ 纤维 吸水 性能 测定 ．．
将纤 维取样 ， 在烘 箱 中 烘 干 ２ ｈ 称 取 试 样 的干 放 ４， 重 。然后 将纤 维浸 泡在 水 中 ２ ｈ 达 到平 衡后 ， ４， 将纤 维 表面 的水 吸去 ， 称量纤 维 的湿 重 。吸水倍 率 ：
Ｗ 一 Ｗ
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２ ３ ３ 差 示扫 描量热 分析 （ Ｓ ） ． ． Ｄ Ｃ
２ ２ 形 状记 忆纤 维 的制备 ．
利 用差 示扫 描 量 热仪 （ 国 Ｐ ＲＫＩ — Ｌ Ｒ公 美 Ｅ Ｎ Ｅ ＭＥ 司Ｄ Ｃ Ｓ ７型 ） 在 Ｎ。保 护 下 ， 定 反 应 制 得 的 Ｐ（ Ａ— ， 测 Ｓ
摘 要 ： 用 冻 胶 法 直 接 纺 制 热 致 感 应 型 形 状 记 忆 纤
聚合 釜 中加 热 搅拌使 其 溶 解 ， 然后 在 ９ ℃下 保 温真 空 Ｏ
脱 泡 ２ ， 得均 一稳 定透 明 的纺丝原 液 。 ｈ制
维， 并对初 生 纤维进行 了拉 伸 处理 ， 通过 各 种测 试 手段
形状记 忆初 生纤 维 ， 究 了纤 维 的 结 晶结 构 与 形 状 记 研 忆性 能［ 。但 是经 纺 丝 成 形 后 的初 生 纤 维 ， ６ ］ 由于 结 构
其 中 ， 为拉 伸 辊 的拉 伸 速度 ， 为卷 绕 辊 的喂
丝速度 。为进行 比较 纺制 了纯 Ｐ ＶＡ纤 维 。Ｐ ＶＡ 的原 液浓度 为 １ ， ９ ℃溶 解 搅拌 ４ ， 后 静置 保 温脱 ５ 于 ６ ｈ然 泡 ２ 。凝 固浴 为 硫 酸 钠 水溶 液 （ ０ ～４ ０ ／ ） 温 度 ｈ ４ ０ １ｇ Ｌ ，
研 究 了不 同拉 伸 比 下 纤 维 的 吸 水 性 能 、 性 能 、 态 力 热 动
用 自制 纺丝 机 ， 乙醇 作 凝 固浴 进 行 纺 丝 。计 量 以
泵 转速 为 ２ ｒ ｍｉ ， 供量 为 ０ ６ ／ ； 丝孔 直 径 为 １／ ｎ 泵 ． ｍＬ ｒ 喷
学性 能 以及 形 状记 忆特 性 。 结果 表 明 ， 着拉 伸 比的 随 提 高， 纤维 的断 裂 强度 增 大 ， 水 性 降低 ， 维 的模 量 吸 纤
为 ４ ￣４ ℃ 。 ３ ５ ２ ３ 性 能 测 试 ．
不 稳定 ， 超分 子结 构序 态较低 ， 物理 机 械性 能还 不 能 其
满 足纺 织加 工 的要 求 ， 要通 过 一系列 后 加工 工 序 ， 需 其 中最重要 的工 序之 一是拉 伸 。本文 纺 制 出不 同拉 伸 比 的 Ｐ Ｓ －ＯＡＡ） Ｐ （ Ａ Ｃ— 和 ＶＡ 共 混 纤 维 ， 究 了拉 伸 比对 研 纤维 结构 与性 能的影 响 。
天骄化工 有 限公司 ， 使用 前经 过无 水 乙醇重 结 晶 提纯 ；
丙烯 酸 （ｃｙｉ ａｉ） 化 学 纯 ， ａｒｌ ｃ ， ｃ ｄ 天津 市 科 密 欧化 学 试剂
开发 中心 ， 用 前经 过 减压 蒸 馏提 纯 ； 乙烯 醇 （ ｏｙ 使 聚 ｐ ｌ— ｖｎ ｌ ｌ ｈ ｌ Ｐ ｉｙ ｃ ｏ ， ＶＡ） 工 业 品 ， ａｏ ， 福建 纺 织化 纤 集 团有 限
提 高 ， 显 示 出更好 的 热致 感应 形状记 忆性 能 。 且 关键 词 ： 形 状记忆 纤维 ； 拉伸 比 ； 丙烯 酸 十八 酯 ； 烯 丙 酸 ； 乙烯 醇 聚 中图分类 号 ： Ｏ６ １ ３ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ １９ ３ （０ ０ ０ －２ ９０ １ ０ —７ １ ２ １ ） ７１ １ －３