抗菌PTT纤维的制备及性能研究

【摘要】大自然中微生物无处不在，一些对人体有害的细菌、真菌在合适的环境下会迅速繁殖，各种各样的纺织品是这些微生物的理想寄居地，也是疾病传播的重要媒介。随着人们生活水平的提高，对纺织品的健康、卫生功能提出了更高的要求，纺织品的抗菌问题成为人们关注的焦点。聚对苯二甲酸丙二醇酯（Polytrimethyleneterephthalate，简称PTT）作为一种新型聚酯材料，由它制得的纤维具有优良的弹性回复性、抗污性及染色性，广泛应用于服装、地毯及家纺等纺织品领域。因此，对抗菌PTT纤维产品的研究和开发十分必要。论文在对常规PTT-POY纺制及结构性能研究的基础上，通过PTT切片与抗菌母粒熔融共混纺丝法制备抗菌PTT-POY，并经后加工得到抗菌PTT-DTY（拉伸变形丝）；采用声速取向仪、偏光显微镜、密度梯度法、X射线衍射仪（WAXD）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TGA）、扫描电镜（SEM）、纱线强伸度仪、动态热应力仪等表征手段对PTT纤维的结晶取向性、热性能、物理性能、后加工性能进行了研究，采用琼脂平皿扩散法和振荡法对抗菌PTT纤维进行抗菌性能评价。常规PTT-POY纤维结构与性能研究表明，随着纺丝速度的增加，纤维取向度增加，结晶度增加，沸水收缩率减小；随着纺速的增加，纤维的断裂伸长率下降比较明显，而断裂强度则出现先增加后减小的趋势，当纺速为2800m/min时出现了最大值；动态热应力测试数据表明，随着纺丝速度的增加，平均热应力增加。热应力CV值总体较低，在纺速为2800m/min时，出现最小值；综合以上结果，说明在纺速为2800m/min下所制得的PTT-POY纤维力学性能较好，内在质量比较稳定，所以选择2800m/min为之后POY的纺丝速度。抗菌PTT-POY纺丝结果表明，抗菌母粒的加入，相应的纺丝温度有所提高，导致其热降解现象比常规PTT纺丝时明显，表现在特性黏度降增大；根据扫描电镜测试结果，抗菌剂在PTT基体中分布较均匀；抗菌母粒的加入初生纤维的结晶度降低、取向度略有上升，同时断裂强度和断裂伸长都有所下降，但对沸水收缩率的影响较小。不同纤维规格的抗菌PTT-POY结构与性能研究表明：随着纤维的线密度下降即喷头拉伸比增加，抗菌PTT-POY结晶度提高，总取向度增加，沸水收缩率降低，断裂伸长率降低，断裂强度增加；抗菌PTT-POY结构性能随着存放时间的增加而变化的规律显示，在存放的7天内有一定的变化，而在一周后纤维结构性能趋于稳定。抗菌PTT-DTY工艺及性能研究结果表明：第一热箱温度对DTY的沸水收缩率的影响最明显，随着热箱温度的升高，DTY的沸水收缩率逐渐降低；纤维的强伸度测试结果表明在150℃时断裂强度出现最大值；DSC和WAXD分析表明，纤维的结晶度在150℃达最大值，与断裂强度规律相似；TGA分析结果表明热箱温度对纤维的热稳定性影响不大。随着拉伸倍数的增加，纤维的线密度和断裂伸长出现下降，而断裂强度和沸水收缩率都逐渐增加；DSC测试结果表明，随拉伸倍数增加，DTY的结晶度增加，WAXD法所测结晶度与之相对应，但增加幅度不大；WAXD测试结果还表明，拉伸倍数的增加有利于010晶面结晶结构的完善，使其晶面间距减小，晶粒尺寸增加；TGA结果显示，拉伸倍数对DTY热稳定性影响较小。抗菌PTT-DTY的抗菌性测试结果表明，用5%抗菌母粒与PTT切片通过熔融共混纺丝法制备的抗菌PTT纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为95.5%、94.2%，具有良好的抗菌效果。
【作者】沈金科；
【导师】王秀华；
【作者基本信息】浙江理工大学，材料学，2014，硕士
【关键词】聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)；共混；预取向丝；结晶；取向；抗菌性能；

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