pbt的热降解动力学及其熔体输送模拟研究

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1、学校代码：10255学号：2160406东华大学硕士学位论文AThesisSubmittedtoDonghuaUniversityfortheMaster’sDegreePBT的热降解动力学及其熔体输送模拟研究STUDYONTHERMALDEGRADATIONKINETICSANDMELTTRANSPORTSIMULATIONOFPBT学科专业：材料工程作者姓名：鲍红坤导师姓名：王朝生答辩日期：2018.05.21东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明

2、确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指

3、导教师签名：日期：年月日日期：年月日PBT的热降解动力学及其熔体输送模拟研究东华大学鲍红坤硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注刘天西教授答辩委员会主席东华大学王新威高级工程师答辩委员会委员上海化工研究院査刘生教授答辩委员会委员东华大学何勇教授答辩委员会委员东华大学汪庆卫副教授答辩委员会委员东华大学吴琪琳教授答辩委员会委员东华大学张青红教授答辩委员会委员东华大学董杰讲师答辩委员会秘书东华大学PBT的热降解动力学及其熔体输送模拟研究PBT的热降解动力学及其熔体输送模拟研究摘要PBT纤维具有弹性优良，手感柔软，容易染色等特点，近年来受到纺织行业的普遍

4、关注，在服饰、家纺等领域得到了广泛应用。目前PBT纤维只能由PBT切片熔融纺丝，尚未实现PBT的熔体直纺，这限制了PBT纤维的产量与应用。本文主要通过Matlab对熔体输送模型进行程序化编写，建立PBT熔体输送模型，对熔体输送过程进行仿真模拟，为实现PBT熔体直纺提供理论支撑。首先，为了准确地建立PBT熔体输送模型，需要获得PBT的各种物性参数。本文结合五种热降解动力学分析方法，得到了两种特性粘度PBT的热降解动力学方程，并获取了PBT的热降解机理为相边界控制型。通过DSC法，测定了PBT熔体的比热容，发现PBT熔体的比热容随着温度的升高而增加，呈现较好的线性关

5、系，并通过线性拟合得到了比热容与温度的关系式。通过毛细管流变仪，探究了PBT熔体在毛细管中的流动情况，获知了熔体粘流活化能ΔEa，为PBT的熔体输送和纺丝温度的调节提供参考。此外，通过旋转流变仪，得到了在一定的温度和特性粘度范围内，PBT熔体的流动粘度与温度呈线性关系。最后为了得到PBT熔体粘度降公式，通过测定样品的特性粘度和分子量，确定了PBT的Mark-Houwink参数。其次，参考PET熔体直纺输送工艺，利用测定的PBT物性参数，IPBT的热降解动力学及其熔体输送模拟研究建立了包括输送管道模型、增压泵模型、熔体过滤器模型、计量泵模型和纺丝组件模型的PBT熔

6、体输送模型。在给定熔体输送参数的情况下，利用Matlab软件，模拟计算PBT的熔体输送过程，并分析了PBT熔体在各管段中温度、压强、特性粘度及其停留时间的变化情况。通过分析模拟数据得知PBT熔体在增压泵，熔体过滤器和计量泵等流动阻力较大的管段时，熔体的温升较为明显；主要是增压泵和计量泵的作用导致了熔体压强的增加上升，而熔体的压强降主要是发生在纺丝箱体中；熔体的特性粘度降主要发生在熔体输送管道及纺丝组件中，因为在这些管段内熔体的温度较高且停留时间较长。最后，结合Matlab软件模拟结果和企业中试情况，对PBT熔体输送及熔体直纺进行概述，并探究了两种不同的熔体输送工

7、艺。经过企业的试验，发现通过高温高粘熔体输送纺出的PBT弹性长丝与经过切片纺出的长丝性能相近，满足相关质量指标，成功实现了PBT熔体直纺弹性长丝的制备。与企业生产实际比较，采用软件模拟熔体输送过程所获得的数据具有较高的匹配度，为工厂进行熔体输送试验提供了数据参考，但部分数据也有存在偏差，需对模型进行修正，使得模拟结果与实际试验结果更为接近。关键词：聚对苯二甲酸丁二醇酯，热降解动力学，熔体输送，仿真模拟IIPBT的热降解动力学及其熔体输送模拟研究STUDYONTHERMALDEGRADATIONKINETICSANDMELTTRANSPORTSIMULATIONO

8、FPBTABSTRACT