醋酸纤维素的动态力学性能.docVIP

二醋酸纤维的动态力学性能研究 牛建设,蔡玉兰 (中原工学院 纺织学院，河南 郑州 4500071) 摘要：利用动态力学分析（DMA）研究了不同含水率的二醋酸纤维的动态力学性能，分析了二醋酸纤维的各种松弛及其机理。研究显示二醋酸纤维的玻璃化转变温度为184℃左右，而玻璃化温度以下的β*和γ松弛与纤维的含水有关，β*松弛很可能是与水分子结合的羟基与水分子的协同运动引起的，而未酯化的羟基松散结合的水分子的运动和γ松弛有关联，较宽的β松弛峰，同样也存在于纤维素DMA温度谱中，主要由纤维素主链的局部曲柄运动引起的，不过也不能排除侧基和吡喃环协同运动的可能性。 关键词：动态力学性能、DSC分析、玻璃化转变、次级松弛 中图分类号：TS 101．92+ 文献标识码：A Dynamic mechanical property of diacetate fiber NIU Jianshe, CAI Yulan (College of Textile, Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou, Henan 450007, China ) Abstract: Dynamic mechanical property of diacetate fiber with various moistures was investigated by DMA. Various relaxations of the fiber and their mechanisms were analyzed. The investigation showed that the glass-transition of diacetate fiber appeared in 184℃, and the β* and γ relaxations were humidity-dependent. The β* relaxation is associated with the synergy movement between the hydroxyl groups and the water molecules binding with them, whereas it can be considered that the movement of water molecule binding loosely with not esterified hydroxyl groups is related to γ relaxation. The broader β relaxation, which existed in DMA spectrum of cellulose, is tentatively assigned to local motions of the main chain (glucose unit), but the possibility of the synergy movement between lateral groups and main chain was not removed. Keywords: dynamic mechanical property; DSC analysis; glass-transition; sublevel relaxation 由于高聚物的粘弹性反映的是其内部运动单元的最本质的东西，如分子链及链段的运动、键的旋转、构型、构象等，所以动态力学分析（DMA）是揭示高聚物结构的一个重要手段。所谓DMA是研究材料在不同温度（或者频率）和交变应力下的响应。DMA的结果可以用三种主要的参数来表示：储能模量（E′）对应于形变的弹性响应；损耗模量（E″）对应于形变的塑性响应；损耗角正切（tanδ），是E′与E″的比值，用于判断分子运动转变的发生，而这对材料的运用是重要的，分子运动的转变包括玻璃化转变（主转变或α转变）和各种次级转变。 醋酸纤维素是纤维素乙酰化后的产物，其中取代度2.5左右的二醋酸纤维素是最重要的纤维素衍生物之一，广泛应用于烟用丝束、纺织纤维、热塑性塑料和各种膜材料等。一些研究者报道了再生纤维素中粘胶、铜氨纤维和lyocell 纤维的动态力学性能[[] 杨明山，入田淑梅，杨利庭，等．纤维素的粘弹性研究进展[J]．纤维素科学与技术，1999，3（1）：1-8． ]，不过到目前为止，还没有醋酸纤维动态力学性能的报道，本文利用DMA对二醋酸纤维的结构进行研究，揭示了二醋酸纤维的各种松弛及其机理。 实验部分 材料 二醋酸纤维样品由南通醋酸纤维公司提供，纤维聚合度205，线密度3.70dtex。 DSC分析 纤维样品的DSC分析采用 METTLER TOLEDO STAR