2.2 BTCA 酯化交聯粘膠纖維的影響因素
2.2.1交聯溫度的影響
固定 BTCA 的質量百分比濃度為 8%,催化劑次磷酸鈉(與 BTCA 的質量比為 8:5),交聯時間3 min,改變交聯溫度,考察交聯溫度對酯化反應的影響。
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圖 3 交聯溫度對總的參與酯化反應的羧基量、殘留的羧基量以及酯鍵量的影響
不同交聯溫度下經 BTCA 交聯后粘膠纖維上總的參與酯化反應的羧基量、殘留的羧基量以及生
成的酯鍵量的變化情況分別如圖 3 中曲線 1、2、3 所示。隨著交聯溫度的升高,總的參與酯化反應 的羧基量是逐漸增加的,從 150℃時的 0.646 mmol/g 纖維增加至 210℃時的 0.993 mmol/g 纖維,粘膠纖維中生成的酯鍵量逐漸增多,而殘留的羧基量逐漸減少。
為了更深入的研究 BTCA 與粘膠纖維的酯化交聯,下面將對-COOH 轉化率以及交聯后粘 膠纖維在濕態條件下的力學性能作進一步的分析。
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圖 4 交聯溫度對-COOH 轉化率的影響 圖 5 交聯溫度對粘膠纖維濕斷裂強度和濕模量的影響
圖 4 為交聯溫度對-COOH 轉化率的影響。交聯溫度在 150℃時,-COOH 轉化率只有 6.66%; 隨著交聯溫度升高,-COOH 轉化率逐漸增大,當溫度由 150℃升高到 210℃時,-COOH 轉化 率由 6.66%增加到 61.83%,說明升高交聯溫度對促進 BTCA 與粘膠纖維的酯化反應,提高-COOH 轉化率是很有效的。這是因為酯化反應是吸熱的平衡反應[8],升高溫度有利于向酯化交聯反應方向進行。
圖 5 為交聯溫度對交聯后粘膠纖維濕斷裂強度和濕模量的影響。由圖可見,隨著交聯溫
度的升高,粘膠纖維的濕模量由 10.80 cN/dtex 逐漸增大至 17.31 cN/dtex;初始模量表示纖維 對小形變的抵抗能力,初始模量大,纖維在小負荷作用不易變形,纖維剛性大,制成的織物抗皺性能好;但是,纖維的初始模量過大,對粘膠纖維的斷裂強度也有影響;從圖中可以看 出,粘膠纖維的濕斷裂強度隨著交聯溫度的升高而增大,當交聯溫度在 180℃時,粘膠纖維的濕斷裂強度達到最大值,而后交聯溫度升高,初始模量增大,纖維的濕斷裂強度反而略有下 降。
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