pb熔噴專用切片性能的研究

減少對(duì)汽車的尾氣排放是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的重要步驟之一。為了配合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，給發(fā)動(dòng)機(jī)高壓噴射提供保障，汽車行業(yè)急需一種能夠有效濾去燃油中固體雜質(zhì)及水分的過濾材料。熔噴法是制備超細(xì)纖維的一種重要方法1實(shí)驗(yàn)部分1.1原材料PBT切片:TiconaCelanexPBT2008，特性黏度0.57dL/g，熔融指數(shù)154g/10min。1.2樣品測(cè)試1.2.1熱重和氮?dú)饨Y(jié)晶(1）差示掃描量熱儀，型號(hào)DSC-822，瑞士梅特勒-托利多公司生產(chǎn)。熔點(diǎn)測(cè)試，將樣品以10℃/min的速度由30℃升溫至280℃，試驗(yàn)過程中采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)饬髁?0mL/min。結(jié)晶性能測(cè)試，將樣品以40℃/min的速度升溫至280℃，在280℃保溫5min以清除熱歷史，分別以5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min的速率降溫至30℃，考察結(jié)晶過程。實(shí)驗(yàn)過程中采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)饬髁?0mL/min。(2）熱重分析儀，型號(hào)TG209F1Iris，德國耐馳儀器制造公司生產(chǎn)。分解溫度測(cè)試，將樣品以15℃/min的速度由20℃升溫至900℃，研究PBT切片熱失重情況。1.2.2口模溫度和測(cè)試溫度毛細(xì)管流變儀，型號(hào)Instron4467，美國InstronCorp公司生產(chǎn)，口模L/D為40/1。所選測(cè)試溫度為240℃、260℃、280℃；剪切速率范圍130～5000s2結(jié)果與討論2.1在pbs切割的熱性能分析中2.1.1熔噴pbt切片的網(wǎng)性能測(cè)試溫度是熔噴過程中一項(xiàng)極為重要的工藝參數(shù)。熔噴溫度的設(shè)定將直接影響非織造材料的成網(wǎng)性能，因此測(cè)定熔噴PBT切片的熔融溫度十分重要。測(cè)試結(jié)果如圖1所示。從圖1可以知，PBT切片吸熱開始于201.02℃，終止于233.63℃，峰值為224.66℃，峰值即為該種PBT切片的熔點(diǎn)。因此，熔噴紡絲過程中溫度應(yīng)高于224.66℃。2.1.2pbt切片分解試驗(yàn)結(jié)果為了表征PBT切片的耐熱性，通過TG測(cè)試來分析其熱分解性能。測(cè)試結(jié)果如圖2所示。由圖2曲線分析可得，PBT切片在382.3℃時(shí)開始分解，405.0℃時(shí)分解速度最快，在422.9℃時(shí)分解結(jié)束。因此，在熔噴紡絲過程中，溫度不能超過起始分解溫度382.3℃。2.2降溫速率對(duì)半結(jié)晶時(shí)間的影響聚合物結(jié)晶行為的研究無論在學(xué)術(shù)上還是在實(shí)踐中都具有很大的價(jià)值表1中半結(jié)晶時(shí)間是結(jié)晶過程進(jìn)行到一半的時(shí)間，用來衡量聚合物的結(jié)晶總速率。由圖4及表1數(shù)據(jù)可以得出，隨著降溫速率的增加，半結(jié)晶時(shí)間逐漸減少，即結(jié)晶速度變快。降溫速率降低時(shí)，熔體冷卻緩慢，在某一溫度停留時(shí)間相對(duì)較長，大分子鏈段有較為充足的時(shí)間進(jìn)行有序排列，并在較小的溫度范圍內(nèi)達(dá)到結(jié)晶平衡。因此，結(jié)晶峰溫度較高，結(jié)晶溫度范圍較窄。當(dāng)降溫速率增加后，冷卻速度較快，大分子鏈段在高溫時(shí)來不及進(jìn)行充分的有序排列，并且不易達(dá)到結(jié)晶平衡，結(jié)晶峰溫度較低，結(jié)晶溫度范圍較寬2.3流變性能分析通常，高聚物熔噴紡絲是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行的，測(cè)定高聚物的流變性能，能夠得到其表觀黏度隨剪切速率、非牛頓指數(shù)等數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，對(duì)熔噴過程中工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)和確定起到指導(dǎo)作用。2.3.1剪切速率隨時(shí)間的變化圖5為PBT切片在不同溫度下表觀黏度隨剪切速率變化的規(guī)律。在一定的剪切速率范圍內(nèi)，表觀黏度彈隨剪切速率的增大逐漸減小，呈現(xiàn)典型的切力變稀行為，為假塑性流體。高聚物流體可以看做是具有瞬時(shí)性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體。熔體中的纏結(jié)點(diǎn)隨著環(huán)境的變化不斷的拆散和重組，在某一條件下達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡此外，由圖5中表觀黏度隨剪切速率變化曲線中還可以得到結(jié)論：表觀黏度彈隨溫度的升高而降低。熔體溫度升高時(shí)，大分子鏈段的活動(dòng)能力增強(qiáng)，分子之間的相互作用減弱2.3.2表觀黏度彈：k非牛頓指數(shù)n可以用來表征高聚物流體偏離牛頓流體的程度。牛頓流體n=1，假塑性流體n<1對(duì)方程兩邊取對(duì)數(shù)得（2）式：式中：K為常數(shù)；n為非牛頓指數(shù)；η為表觀黏度彈；γ觶為剪切速率。從圖6中曲線lgη-lgγ觶的斜率可以求得不同溫度下的非牛頓指數(shù)n，見表2?？梢钥吹?，隨著溫度的升高，樣品的非牛頓指數(shù)逐漸增加。運(yùn)用高聚物鏈纏結(jié)理論來解釋，高聚物熔體中的纏結(jié)點(diǎn)數(shù)量隨著溫度的升高逐漸降低，并且纏結(jié)程度也有所減弱，大分子鏈段的活動(dòng)能力增強(qiáng)，流動(dòng)性得以提高，體系性質(zhì)向牛頓流體靠近。3熔噴專用pbt切片非等溫結(jié)晶規(guī)律(1）熔噴專用PBT切片的熔點(diǎn)為224.66℃，分解溫度為382.3℃，熔噴紡絲過程中，紡絲箱體溫度要介于兩者之間。(2）熔噴專用PBT切片非等溫結(jié)晶過程中表現(xiàn)為：不同降溫速率下，非等溫結(jié)晶曲線形狀相似，隨著降溫速率的提高，結(jié)