Vectran纤维的耐酸碱性-论文.pdf

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1、2014年第3期玻璃钢／复合材料27Vec~'an纤维的耐酸碱性杜以军，蒋金华，陈南梁(1．东华大学纺织学院，上海201620；2．产业用纺织品教育部工程研究中心，上海201620；3．东华大学研究院，上海201620)摘要：为定量了解Vectran纤维的耐酸碱性能，为其实际应用提供必要的理论参考，采用硫酸和氢氧化钠溶液对其进行了处理，并测试处理前后纤维的失重率、断裂强度和表面形貌的变化。结果表明，酸碱处理后，Vectran纤维的质量损失率相差不大，只有在浓硫酸中纤维的腐蚀情况比较严重；拉伸试验中，Vectran长丝的强力受酸碱处理的影响不大，只有浓硫酸对其有

2、致命的影响；SEM显示酸碱处理使Vectran纤维表面产生纵向沟槽，沟槽的密度和深度与酸碱的浓度和处理时间有关，其中硫酸的处理效果更为明显。关键词：Vectran纤维；耐酸碱性；质量损失率；断裂强度；表面形貌中图分类号：TB332：TS102．5文献标识码：A文章编号：1003—0999(2014)03—0027—051引言2原料及试验热致液晶芳香族聚酯纤维与Kevlar纤维性能相2．1原料近，其优异的性能决定了它具有广泛的用途，是一种图1为Vectran纤维的化学分子式。本文选用很有发展前途的材料¨J。Vectran纤维就是一种典VectranHT型长丝为试

3、验原料，原料的具体参数如型的热致液晶芳香族聚酯纤维，它是由约70％的对表1所示。羟基苯甲酸(HBA)和约30％的2．羟基．6一萘甲酸0(HNA)熔融无规共聚后经熔融纺丝制得的’，当熔融聚合物通过小孔挤出成形时，聚合物内分子按照流动方向排列，即沿着纤维的轴向取向固定，挤出的纤维经过冷却固化能够保持这种稳定的高度取向图1Vectran纤维的化学结构结构，因而显示出很高的抗拉强力和模量；不仅如Fig．1ChemicalstructureofVectranfiber此，Vectran纤维还具有质量轻、耐高温、耐光老化、振动衰减能力强以及优良的耐磨损等性能J，这表1试验

4、原料规格Table1Specificationoftestmaterials些优良的性能主要得益于其大分子中连接芳香环的是性能稳定的酯基团，较其他基团如酰胺基团具有更好的稳定性；另外，Vectran纤维的吸湿性极低，其湿热强度保持率明显高于其他种类的高性能纤维，因此，Vectran纤维更适合湿热的环境J。在耐酸碱性方面，国内研究人员已对玄武岩等2．2试验及测试高性能纤维进行了试验研究，给这些纤维的应2．2．1酸碱处理用及开发提供了必要的参考，但对Vectran纤维的研取一定量的Vectran纤维长丝，按照表2中的试究却鲜见报道。基于此，本文研究了Vectran

5、纤维的验方案进行处理。处理完成后，使用蒸馏水清洗样耐酸碱性，以期定量化说明Vectran纤维的耐酸碱性品，直到其pH=7；然后，放人l00℃的鼓风烘箱内烘能，为其应用和开发提供必要的参考。干取出，待进一步试验。收稿日期：2Ol37-04基金项目：国家科技支撑计划(2Ol1BAEIOBO0)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(13D110126)作者简介：杜以军(1987．)，男，在读硕士研究生，主要从事产业用纺织品的研究和开发。通讯作者：陈南梁，nlch@dhu．edu．cn。。P／

6、28Vectran纤维的耐酸碱性表2酸碱处理方案的质量损失率均不大，尤其经

7、过碱液处理，VectranTable2Theprogramoftreatment纤维的质量损失率始终维持在4％以下，说明Vect—项目条件ran纤维的耐碱性较强。在9．2mol／L、4．6mol／L和时间／min103060901201501802．3moL／L的硫酸溶液中，起始阶段的质量损失率相酸浓度／mol·LI1l}}2#3#4#差不大，在浸泡150min之后，可明显看出浓度越大，碱浓度／mol·L一l#2样3#4#质量损失越大；而在18．4mot／L的浓硫酸中，Vectran注：表中酸为硫酸，浓度编号分别对应为1#-18．4mol／L、2#-纤维的质量

8、损失较大，尤其是经过180min处理后，9．2mol／L、3#-4．6mol／L、4#-2．3mol／L；碱为氢氧化钠，浓度编号分别其质量损失率突增至16．4％，观察处理后的试样发对应为1#-20mol／L、2#．10mol／L、3#-5mol／L、4#-2．5mol／L。现，纤维受腐蚀非常严重，初始状态的长丝已经基本2．2．2失重率脱散，局部纤维已完全腐蚀，失去了其功能。然而，相同试样在经酸碱处理前称重，处理完成后烘在20mot／L的氢氧化钠溶液中浸泡后，纤维表观变干再称重，利用前后质量差计算其质量损失率，其计化依然不大，没有发现有单丝断裂的现象，但是经过算

9、公式为：碱液处理后的长丝较酸处理后变得