SEBS／滌綸復(fù)合紗線的性能研究

彭書倫，王進(jìn)美

（西安工程大學(xué)，陜西 西安710048）

聚苯乙烯－聚乙烯－聚丁烯－聚苯乙烯（SEBS）是一種多用途的新型熱塑性彈性體，是熱塑性嵌段共聚物SBS分子不飽和雙鍵經(jīng)過選擇加氫而制得的新型改性彈性體［1］。具有優(yōu)異的耐臭氧、耐紫外線、耐腐蝕性、耐磨性、柔韌性和電氣絕緣性，并可以重復(fù)利用，力學(xué)性能也較好，斷裂伸長(zhǎng)率為0～150%，超過了硫化橡膠［2］。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）俗稱滌綸［3］，具有良好的耐熱性、抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦與磨損性、電絕緣性及耐化學(xué)藥品性，被廣泛用于合成纖維、薄膜、工程塑料、醫(yī)藥和日用品等領(lǐng)域，尤其以滌綸產(chǎn)品的應(yīng)用最為廣泛［4］。但滌綸的脆性較大，致使應(yīng)用受到限制，如何充分利用SEBS樹脂的優(yōu)良特性與聚酯纖維低成本、高性能的特點(diǎn)制備一些復(fù)合紗線，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的前景。本文采用浸漬方法［5］用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液對(duì)滌綸紗線進(jìn)行處理，通過測(cè)試和對(duì)比分析尋找改善滌綸復(fù)合紗線性能的最佳方案。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

SEBS（YH－602），中國(guó)石化岳陽(yáng)石化有限公司；苯乙烯，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；滌綸，細(xì)度35.4 tex／120f，強(qiáng)力963.0cN，伸長(zhǎng)率18.90；JA2003型電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；HD021N＋型電子單紗強(qiáng)力儀，南通宏大儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)制備

1.2.1 整理液的制備

以SEBS為溶質(zhì)、苯乙烯為溶劑制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8%、10%的溶液。

1.2.2 復(fù)合紗線的制備

（1）將配好的5種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SEBS－苯乙烯溶液對(duì)滌綸紗線進(jìn)行浸漬處理。

（2）用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液對(duì)紗線進(jìn)行不同浸漬次數(shù)的處理，并在真空干燥箱中烘干，得到SEBS／滌綸復(fù)合紗線。

1.3 測(cè)試方法

單紗拉伸斷裂性能測(cè)試按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T7690.6－1989規(guī)定的測(cè)試方法，采用HD021N＋型電子單紗強(qiáng)力儀對(duì)上述經(jīng)過處理的紗線進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)參數(shù)：試樣夾持長(zhǎng)度500mm，拉伸速度500mm／min，室溫25℃，每種紗線做30組，取其平均值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1～表4所示。

表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SEBS性能測(cè)試結(jié)果

表2 2%的SEBS處理紗線次數(shù)的結(jié)果

2 結(jié)果與討論

2.1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)SEBS處理的紗線性能對(duì)比

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)SEBS處理的紗線性能關(guān)系如圖1～圖4。

表3 4%的SEBS處理紗線次數(shù)的結(jié)果

表4 6%的SEBS處理紗線次數(shù)的結(jié)果

圖1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與紗線強(qiáng)力的關(guān)系

圖2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與紗線強(qiáng)度的關(guān)系

由圖1可知，隨著SEBS溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，處理后的紗線強(qiáng)度逐漸增加，這也反映出SEBS本身的強(qiáng)力較高，從而提高了紗線的強(qiáng)力。

由圖2可知，隨著SEBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，處理后的紗線斷裂強(qiáng)度逐漸減小。

圖3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與紗線伸長(zhǎng)率的關(guān)系

圖4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與紗線增重比的關(guān)系

由圖3可知，隨著SEBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，處理后的紗線伸長(zhǎng)率先增加后下降再增加的趨勢(shì)，這也反映出SEBS樹脂具有良好的彈性及斷裂伸長(zhǎng)率。

由圖4可知，隨著紗線的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加處理后的紗線較原來(lái)增重比呈明顯增大的趨勢(shì)。

一般情況下，粗的紗線強(qiáng)力較高，細(xì)的紗線強(qiáng)力較低。影響紗線拉伸性能的因素很多，如紗線本身的捻度，以及SEBS與紗線的結(jié)合力等。但是，影響紗線強(qiáng)度的一個(gè)主要因素就是紗線在浸漬后增重比較大，致使紗線的細(xì)度增大，強(qiáng)度隨之有所減少。因此處理紗線的SEBS的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能太大。

2.2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SEBS處理紗線次數(shù)性能對(duì)比

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SEBS對(duì)紗線浸漬次數(shù)的影響如圖5～圖8。

由圖5可以看出，隨著浸漬次數(shù)的增加，紗線的強(qiáng)力先增加然后基本保持不變。2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紗線在浸漬3次后強(qiáng)力基本保持不變，數(shù)值均大于4%、6%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬的紗線，強(qiáng)力提高14.6%。

由圖6可知，隨著浸漬次數(shù)的增加，4%、6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬紗線的強(qiáng)度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，但2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬處理紗線的強(qiáng)度基本保持不變。

圖5 浸漬次數(shù)與紗線強(qiáng)力的關(guān)系

圖6 浸漬次數(shù)與紗線強(qiáng)度的關(guān)系

圖7 浸漬次數(shù)與紗線伸長(zhǎng)率的關(guān)系

由圖7可知，隨著浸漬次數(shù)的增加，2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬的紗線的伸長(zhǎng)率增大，最大提高28.3%。4%和6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬的紗線的伸長(zhǎng)率趨于不變，且都低于2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬紗線的伸長(zhǎng)率。

由圖8可知，隨著浸漬次數(shù)的增加，6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬的紗線增重最大，2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸漬的紗線先增加后基本保持不變，且增重較小。

圖8 浸漬次數(shù)與紗線增重比的關(guān)系

綜述以上結(jié)果，復(fù)合紗線斷裂強(qiáng)度與紗線本身、SEBS樹脂的性能等有關(guān)，由于SEBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大浸漬紗線后，SEBS包覆紗線的表面不勻，致使紗線的增重大，而斷裂強(qiáng)度卻沒有明顯的增大，反而會(huì)因此減小。由于SEBS本身具有高的彈性，因此其浸漬紗線后復(fù)合紗線的伸長(zhǎng)明顯增大。

3 結(jié)論

（1）隨著SEBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，紗線的斷裂強(qiáng)力，斷裂伸長(zhǎng)率增大，斷裂強(qiáng)度由于紗線增重大，紗線細(xì)度增大，導(dǎo)致強(qiáng)度變小，因此SEBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜過大。

（2）當(dāng)SEBS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，浸漬次數(shù)為3次時(shí)，紗線的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最優(yōu)，且增重比較小。斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率比原紗線提高14.6%、28.3%。

［1］高 軍，佘萬(wàn)能.新型熱塑性彈性體SEBS［J］.化工新型材料，2004，32（4）：21－24.

［2］張小林，程金星，陶 影，等.新型熱塑性彈性體SEBS及其改性的研究進(jìn)展［J］.彈性體，2005，（6）：72－76.

［3］攀 峰，閻修維，劉 敏，等.PET改性研究進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.中國(guó)塑料，2008，（10）：1－6.

［4］劉森林，梁伯剛.PET工程塑料的發(fā)展［J］.工程塑料應(yīng)用，1997，25（6）：53－57.

［5］陳 平，于 祺，孫 明，等.高性能熱塑性樹脂基復(fù)合材料的研究進(jìn)展［J］.纖維復(fù)合材料，2005，（2）：52－57.