2.2 BTCA 酯化交联粘胶纤维的影响因素
2.2.1交联温度的影响
固定 BTCA 的质量百分比浓度为 8%,催化剂次磷酸钠(与 BTCA 的质量比为 8:5),交联时间3 min,改变交联温度,考察交联温度对酯化反应的影响。
图 3 交联温度对总的参与酯化反应的羧基量、残留的羧基量以及酯键量的影响
不同交联温度下经 BTCA 交联后粘胶纤维上总的参与酯化反应的羧基量、残留的羧基量以及生
成的酯键量的变化情况分别如图 3 中曲线 1、2、3 所示。随着交联温度的升高,总的参与酯化反应 的羧基量是逐渐增加的,从 150℃时的 0.646 mmol/g 纤维增加至 210℃时的 0.993 mmol/g 纤维,粘胶纤维中生成的酯键量逐渐增多,而残留的羧基量逐渐减少。
为了更深入的研究 BTCA 与粘胶纤维的酯化交联,下面将对-COOH 转化率以及交联后粘 胶纤维在湿态条件下的力学性能作进一步的分析。
图 4 交联温度对-COOH 转化率的影响 图 5 交联温度对粘胶纤维湿断裂强度和湿模量的影响
图 4 为交联温度对-COOH 转化率的影响。交联温度在 150℃时,-COOH 转化率只有 6.66%; 随着交联温度升高,-COOH 转化率逐渐增大,当温度由 150℃升高到 210℃时,-COOH 转化 率由 6.66%增加到 61.83%,说明升高交联温度对促进 BTCA 与粘胶纤维的酯化反应,提高-COOH 转化率是很有效的。这是因为酯化反应是吸热的平衡反应[8],升高温度有利于向酯化交联反应方向进行。
图 5 为交联温度对交联后粘胶纤维湿断裂强度和湿模量的影响。由图可见,随着交联温
度的升高,粘胶纤维的湿模量由 10.80 cN/dtex 逐渐增大至 17.31 cN/dtex;初始模量表示纤维 对小形变的抵抗能力,初始模量大,纤维在小负荷作用不易变形,纤维刚性大,制成的织物抗皱性能好;但是,纤维的初始模量过大,对粘胶纤维的断裂强度也有影响;从图中可以看 出,粘胶纤维的湿断裂强度随着交联温度的升高而增大,当交联温度在 180℃时,粘胶纤维的湿断裂强度达到最大值,而后交联温度升高,初始模量增大,纤维的湿断裂强度反而略有下 降。