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研究生:洪振豐
研究生(外文):Chen-Feng Hung
論文名稱:以熔融紡絲法紡製接枝改質聚丙烯纖維之物性及染色性研究
論文名稱(外文):Melt Spinning of Modified Polypropylene and Its Physical and Dyeing Property
指導教授:汪輝雄
指導教授(外文):Huie-Hsiung Wang
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:紡織工程所
學門:工程學門
學類:紡織工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:改質聚丙烯熔融紡絲
外文關鍵詞:melt-spunmodified polypropylene
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本研究主要係以丙烯酸(AA)或丙烯醯胺(AAm)為單體加入苯乙烯(SM)為共單體,並以過氧二異丙苯(DCP)為起始劑,對聚丙烯(PP)行熔融起始接枝共聚合反應,得到接枝改質之聚丙烯聚合體,在經由熔融紡絲法紡製纖維,其中主要改變單體及共單體莫耳比以改善聚丙烯纖維的染色性。
本實驗將已完成熔融接枝共聚合反應的聚丙烯共聚合體經予以熔融抽絲法紡製成纖,在探討不同接枝條件及延伸下對改質聚丙烯纖維的影響,並對接枝改質聚丙烯纖維進行物、化性分析;包括霍式紅外線光譜分析(FTIR)、微細構造變化(X-ray)、熱量計分析(DSC)、熱重損失分析(TGA)機械性質分析、元素分析(EA)及染色性分析。
其測試結果為;可經由紅外線光譜測得接枝改質聚丙烯纖維在不同單體接枝時,均顯示其單體官能基的存在;由X射線繞射分析,可發現聚丙烯纖維經由不同單體接枝後其結晶結構並無明顯改變;在熱性質方面,由DSC可發現改質聚丙烯纖維,其熔點呈下降趨勢,但不明顯,TGA則可測得其改質聚丙烯纖維熱穩定性隨接枝單體的莫爾比增加而變佳,但由於純PP之熱衰解較為嚴重,反而其熱穩定性較改質PP者為差。機械性亦如上所述,熔融紡絲因造成純PP者熱衰解較為嚴重,故其機械性反而較部分改質者差;染著量則隨接枝率的增加而增加。
In this research, the melt-graft copolymerization of polypropylene with acrylic acid or acrylamide as monomer and styrene as comonomer using dicumyl peroxide as initiator were investigated. Furthermore, the modified polypropylene was melt-spun into modified polypropylene fiber. The main variation of the parameters is the molar ratios of monomer/comonomer and the effect is to increase the dyeing property of the polypropylene fiber.
In this experiment, the modified polypropylene which was grafted with different molar ratios of acrylic acid or acrylamide as monomer and styrene as comonomer was melt-spun into fiber. The effect of various grafting and spinning conditions on modified polypropylene fiber were investigated. It involves the physical and chemistry analysis such as FTIR、X-Ray、DSC、TGA and mechanical properties and also the dyeability and EA properties.
From the experimental results of FTIR measurement of modified polypropylene polymer(fiber) with different monomer and comonomer. It is found to exist of the functional group of -C=O、-OH、-NH2 and benzene structure. From the X-ray diffraction, the modified polypropylene fiber with different monomer did not alter the structure of their crystallinity. From DSC measurement, the Tm of modified polypropylene fiber is decreased, but the heat stability is better by TGA. The may be due to the pure PP having the greater deterioration than the modified PP during fiber spinning. The mechanical properties are also found to increase with degree of grafting due to the same reason. The dye-uptake was improved after modification.
中文摘要…………………………………………………………………………I
英文摘要…………………………………………………………………………II
目錄…………………………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………………………VI
表目錄…………………………………………………………………………Ⅶ
符號說明…………………………………………………………………………Ⅷ
第一章 前言…………………………………………………………………………1
1.1引言…………………………………………………………………………1
1.2文獻回顧…………………………………………………………………………4
1.3研究目的…………………………………………………………………………6
第二章 原理…………………………………………………………………………8
2.1合成纖維的親水化理論…………………………………………………………………………8
2.2共聚合反應的動力學…………………………………………………………………………10
2.3聚丙烯聚合體與單體接枝聚合反應…………………………………………………………12
2.4朗伯-比爾定律…………………………………………………………………………17
第三章 實驗…………………………………………………………………………18
3.1實驗流程…………………………………………………………………………18
3.2實驗材料…………………………………………………………………………19
3.2.1聚合體合成材料…………………………………………………………………………19
3.2.2溶劑及其他藥品…………………………………………………………………………20
3.3實驗儀器與設備…………………………………………………………………………21
3.3.1聚丙烯共聚合反應裝置…………………………………………………………………………21
3.3.2熔融紡絲設備…………………………………………………………………………22
3.4紡絲條件…………………………………………………………………………22
3.5本實驗之化學反應流程…………………………………………………………23
3.5.1 PP-SM-AA(PP-SM-AAm)共聚合體之製備…………………………………………………………………………23
3.6實驗步驟及方法…………………………………………………………………………26
3.6.1實驗步驟…………………………………………………………………………26
3.6.2實驗方法…………………………………………………………………………26
3.7測試項目……………………………………………………27
3.7.1霍式紅外線光譜分析(FTIR)…………………………………………………………………27
3.7.2 X光繞射分析(XRD)……………………………………………………………28
3.7.3微差掃描熱量計分析(DSC)……………………………………………………………28
3.7.4熱重分析儀(TGA)…………… ……………………28
3.7.5強力測試………………………………………………28
3.7.6元素分析(EA)………………………………………………28
3.7.7染料染著率測試……………………………………………29
第四章 結果與討論…………………………………………………………31
4.1紅外線光譜分析………………………………………………………31
4.2 X光繞射分析…………………………………………………………33
4.3微差掃描熱量計分析…………………………………………………35
4.4熱重分析………………………………………………………………40
4.5機械性質分析…………………………………………………………45
4.6元素分析……………………………………………………………48
4.7染色分析………………………………………………………………50
第五章 結論…………………………………………………………………52
參考文獻……………………………………………………………………54
附錄…………………………………………………………………………59
致謝…………………………………………………………………………61
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