芳砜纶的纳米ZnO抗紫外老化整理及其性能研究

摘要

芳砜纶(PSA)纤维是我国自主研制成功的一种新型耐高温纤维，商品名为特安纶，它具有优异的耐热性和热稳定性，在250℃和300℃热空气中处理100小时后的强度保持率分别为90％和80％;芳砜纶还具有很好的阻燃性，其极限氧指数高达33。但是与所有聚酰胺纤维类似，芳砜纶纤维的耐日光稳定性较差，经日晒气候仪暴晒实验100小时后，纤维强力损失达到60％～70％;200小时后，其强力损失约90％，这就限制了芳砜纶纤维的应用领域。
　　 紫外光是引起高分子材料发生光老化的最主要的因素，所以本文主要针对芳砜纶的抗紫外老化性能进行改进。纳米ZnO由于其高效和无毒的特点被认为是极具应用前景的紫外屏蔽剂和高活性光催化剂之一，将其应用在纺织品上，可赋予织物紫外防护、抗菌等多种功能。本文利用纳米ZnO对芳砜纶进行改性整理，以期提高芳砜纶的抗紫外老化性能。
　　 首先，对芳砜纶纤维、纱线和织物进行碱改性处理，在室温条件下，用10％的氢氧化钠溶液对纤维、纱线和织物进行浸泡水解处理，此工艺对芳砜纶的损伤较小，是芳砜纶纤维改性的最佳工艺。之后配制ZnO分散液，以钛酸酯偶联剂和低分子聚丙烯酸钠为分散剂，在pH为9～10，钛酸酯偶联剂的用量为4％，低分子聚丙烯酸钠用量为100％，磁力搅拌器搅拌30分钟，然后超声波震荡1小时，可配制均匀稳定的ZnO分散液，分散指数为0.215，平均粒径为157.6nm。
　　 然后用配制的ZnO分散液，在高温(130℃)条件下对芳砜纶纤维、纱线和织物进行高温处理，将处理过后的纤维、纱线和织物在紫外老化仪中进行老化处理，然后进行物理性能测试，发现改性后的芳砜纶的抗紫外老化性能有了明显的提高;并经红外光谱测试发现，纳米ZnO与芳砜纶大分子结构形成化学键结合，提高了芳砜纶的后整理效果的持久性;经台式扫描电镜观测芳砜纶表面，经过处理的芳砜纶纤维经老化后与未处理的纤维表面相比，表面的老化裂痕少很多，粗糙度明显改善，从而增强了芳砜纶的断裂强力，改善了芳砜纶的抗紫外老化性能;利用经过分散液处理过的纱线织成织物，再进行紫外老化试验，发现织物的抗紫外能力也有所提高，但是没有直接对织物进行改性的效果明显。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 芳砜纶性能概述

1．2 光老化机理

1．3 聚合物防光老化的概述

1．4 纳米ZnO的性能及其在纺织上的应用

1．5 本研究课题的背景及内容

第二章 ZnO分散液的配制

2．1 实验部分

2．1．1 实验材料与仪器

2．2 纳米氧化锌分散液制备工艺的探讨

2．3 实验结果与讨论

2．4 本章小结

第三章 芳砜纶织物的织造

3．1 实验材料与仪器

3．2 准备与织造

3．3 织造的芳砜纶织物的基本性能

3．4 本章小结

第四章 PSA纤维、纱线、织物的ZnO改性整理及性能测试

4．1 实验材料与仪器

4．2 芳砜纶纤维、纱线、织物的碱改性处理

4．2．1 芳砜纶纤维、纱线、织物的碱改性处理原理

4．2．2 芳砜纶纤维、纱线、织物的碱改性处理实验

4．2．3 芳砜纶纤维、纱线、织物的碱改性处理后的物理性能

4．3 芳砜纶纤维的ZnO分散液改性处理

4．4 芳砜纶纱线的ZnO分散液改性处理

4．5 芳砜纶织物的ZnO分散液改性处理

4．6 测试方法

4．7 实验结果与分析

4．8 本章小结

第五章 改性芳砜纶纱线织物的织造及性能测试

5．1 改性芳砜纶纱线织物物理性能测试

5．2 改性芳砜纶纱线织物的紫外防护性能

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢