取向对物理老化的聚对苯二甲酸乙二酯纤维溶剂诱导结晶速率的影响.pdfVIP

高分子学报/980301 高分子学报 科技期刊 ACTA POYMERICA SINICA 1998年6月　第3期 取向对物理老化的聚对苯二甲酸乙二酯 纤维溶剂诱导结晶速率的影响* 范庆荣　陈　晶　宋　锐　林　辛　高金贵 (中国科学院化学研究所　北京　100080) 摘　要　通过密度法、DSC、力学性能测试等方法研究了物理老化对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维溶剂诱导结 晶速率及结构的影响，并进一步探讨了取向程度对PET纤维物理老化过程的影响.发现在一定老化温度下，PET 纤维的溶剂诱导结晶(SINC)速率随老化时间的延长呈现先降低后升高的趋势；取向程度高的样品则经较短的老 化时间即可出现这种情况.对上述现象用凝聚缠结的观点加以解释. 关键词　物理老化，凝聚缠结，取向，溶剂诱导结晶 　　 　　进年来，有关物理老化对聚合物结构影响的文献很多，但是对于物理老化对聚合物的结晶行为的影响却少 有报道，有限的几篇文献所得的结论也是大相径庭. ［1］ 　　Ito等 用密度法研究物理老化对PET薄膜等温结晶速率的影响，认为老化对PET的结晶速率没有明显影 ［2］ 响.姜胶东等 在研究PET纤维于玻璃化转变温度T 以下退火过程中的结构变化时，从DSC曲线上看出PET的 g 冷结晶温度T 随退火时间延长而下降，即物理老化对结晶过程有促进作用.姜胶东提出，PET在T 温度以下的退 cc g 火过程并不是单纯的焓松弛过程，而是伴随生成了某种“超分子结构”.对于较高取向度的纤维则可在物理老化 ［3］ 过程中形成能够起到晶核作用的规整结构.与此相反，胡永其等 用荧光光谱法证明物理老化对结晶过程产生 ［4］ 不利影响.吴永升等 用密度法测量老化PET的溶剂诱导结晶速率，也得出同样的结论.上述两篇文献均引用钱 ［5］ 人元 提出的凝聚缠结观点加以解释.认为是由于物理老化引起了PET分子间的相互作用，产生新的非拓扑的 凝聚缠结点，即几个链段的局部平行排列.这种缠结点的密度、强度随老化过程而增强，一方面阻碍PET链段运 动，减缓结晶过程；另一方面，缠结结构会阻碍溶剂扩散进入分子链内部，从而降低溶剂诱导结晶速率.钱人元 提出的“凝聚缠结结构”与姜胶东提出的“超分子结构”都表明在物理老化过程中，PET分子中有某种新的凝 聚态结构产生.但他们对于这种新结构对PET结晶速率的影响却得出相反的结论. 　　针对这一矛盾，本文选用密度法研究经物理老化后的PET纤维的溶剂诱导结晶情况，以及纤维取向程度对 它的影响. 1　实验部分 1.1　原料 　　PET纤维(LOY，试样A)由北京化学纤维研究所提供.纺丝速度500m/min，430旦/24根，未加溶剂和水.原始样 3 -3 ，光学双折射=6.2×10，样品A的剩余收缩率η′值为34.2%.纺丝速度1000m/min的PET卷绕 品密度=1.33g/cm -3 ，剩余收缩率η为43.3%. 丝(样品B)，原始样品密度=1.337g/cm\+3，光学双折射=7.0×10 　　本文中采用剩余收缩率η′来表征试样的取向程度，η′=η -η,η 为纤维的最大收缩率，η=(l-l)/ max max 1 2 (l )为纤维在温度T热处理时