聚醚醚酮（PEEK）纤维与阻燃涤纶交织织物的制备及性能研究

胡加卓++林丽丽++朱伟航

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.136

摘 要：采用新型高性能聚醚醚酮纖维与阻燃涤纶进行交织获得功能织物。对织物的透气性、拉伸强力、耐磨性进行测试。实验表明，获得的新型织物在透气性、拉伸性和耐磨性能上，都具备了可应用的特性。聚醚醚酮纤维作为一种性能优异的高性能纤维，由于目前处于开发阶段，成本较高，限制了广泛应用。与阻燃涤纶交织，在满足性能需求的情况下，可以降低纯聚醚醚酮织物的成本，拓宽聚醚醚酮纤维的应用领域。

关键词：聚醚醚酮（PEEK）纤维 阻燃涤纶 织物 性能

中图分类号：TB33 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0136-02

聚醚醚酮是一种半结晶性热塑性耐高温树脂，熔点为 343 ℃，可在260 ℃长期使用。PEEK具有高强度和模量，抗冲击和韧性好，是韧性和刚性兼备平衡的材料。其具有优异的耐化学药品性，除了浓硫酸外，几乎不溶于其他任何酸碱或有机溶剂，它的耐腐蚀性与镍钢相近。

聚醚醚酮纤维保持了原有树脂优异的特性，拉伸强度 400～700 MPa，伸长率20%～40%，模量3～6 GPa，熔点 334 ℃～343 ℃，长期使用温度250 ℃。聚醚醚酮纤维还具有优良的抗水解性，在高温水或高温蒸汽中仍能保持其优良的性能。除浓硫酸外其他化学试剂很难对其造成腐蚀，且在碱性环境下可长期保持纤维各项性能的稳定。目前，聚醚醚酮织物正在研发中，其优异的耐腐蚀、耐高温、耐辐照及力学性能远远高于传统织物，为其在特殊环境下使用提供了广阔前景。

PEEK纤维虽然具有极大应用潜质，但目前成本较高，在一定程度上阻碍了PEEK纤维的应用。阻燃涤纶作为一种常见的阻燃纤维，其成本较低，纤维性能相对较好。此研究将PEEK与阻燃涤纶交织成不同组织结构的织物，并对其性能进行测试。与阻燃涤纶交织，可在满足性能需求的情况下，降低纯聚醚醚酮织物的成本，拓宽聚醚醚酮纤维的应用领域。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

聚醚醚酮纤维（自制，吉林大学特种工程塑料教育部重点实验室），规格为180D/36F；阻燃涤纶（网上购买），规格为200D/36F。

1.2 织物的制备

将聚醚醚酮纤维经过加捻后进行上浆处理，与阻燃涤纶纤维进行交织。采用剑杆小样织机，经络筒，整经，上浆，穿综，织造，去浆后获得聚醚醚酮/阻燃涤纶织物。实验中采用的织造参数见表1。

1.3 织物性能测试

采用YG（B）461E型全自动织物透气性能测试仪，对不同织物的透气性能进行测定；采用YG（B）026H-250型电子织物强力机，对织物的拉伸性能进行测定。测试试样大小20 cm×20 cm，预加张力25 N，采用定速拉伸模式，拉伸速度30 mm/min，分别测量了织物经向及纬向的拉伸强度；采用YG（B）401T马丁代尔耐磨仪对织物的耐磨性能进行测定，将织物剪切直径为15 cm的圆形，放在马丁代尔耐磨仪的圆片上，并在上面施加50 g砝码的重量进行耐磨实验，织物开始出现相邻两根纱线断裂情况时的摩擦次数为耐磨实验结果。所有测试均在室内温度为21 ℃，相对湿度50%下进行，测量10次取平均值。

2 结果与讨论

2.1 织物的透气性

透气率的大小与织物本身的织造结构、后处理等因素有关。该实验中聚醚醚酮/阻燃涤纶交织织物除去浆之外，未经过任何后处理。表2为织物的透气性能。

从透气性来看，斜纹透气率大于平纹，这可能是由于PEEK纤维弹性较差，织物在交织过程中，平纹织物的紧度要比斜纹织物大。紧度越大，单位面积上的纱线增多，织物孔隙率下降，使空气可通过的空隙变小，透气性能降低。

2.2 织物的拉伸性能

表3列举了PEEK/阻燃涤纶交织织物不同组织结构的拉伸强度与断裂伸长率。

从拉伸强度经向和纬向综合性能上来看，平纹织物要优于斜纹。主要是由于平纹组织结构更紧密，经纱和纬纱彼此相互紧密交错。表3显示织物的力学特性体现出了各向异性，即经向的拉伸强度高于纬向，主要是因为交织织物的结构设计中，PEEK纤维为经纱，阻燃涤纶为纬纱。PEEK纤维的力学强度优异，在交织织物中也得到了体现。

2.3 织物的耐磨性能

耐磨实验分为5个阶段，每阶段达到规定次数后，仪器自动停止，将试样取下观察并计算起球数量。不同阶段PEEK/阻燃涤纶织物的耐磨性能如表4所示。

从耐磨性上来看，平纹织物在各阶段的起球数均要少于斜纹织物，这主要是因为平纹织物的紧度优于斜纹，组织结构中交织点更多，使平纹组织质地坚牢、挺括、表面平整，因此耐磨性较好。研究发现，耐磨实验进入第三阶段之后，起球数增加趋势有所下降，至第五阶段，起球数开始下降。分析原因，在耐磨性的测试中耐磨性较差的涤纶先被磨损掉，使得开始时起球数较多，现象较明显。而随着实验进行，起球部分多数被磨光，起球数下降，涤纶纤维渐渐被磨平，整个织物组织结构更加平整。而PEEK纤维是一种耐磨损性极强的纤维，这时耐磨性好的PEEK纤维则逐渐影响了实验结果，使整个织物的耐磨性又开始变好。

3 结语

该研究采用新型高性能聚醚醚酮纤维与阻燃涤纶进行交织，获得面密度、克重相近的平纹与斜纹两组织物。对织物的透气性、拉伸强力、耐磨性进行测试。实验表明，在透气性上，斜纹略高于平纹，但在拉伸强度和耐磨性上，平纹要优于斜纹。聚醚醚酮纤维本身具有优异的力学性能、耐高温性能、耐磨性能与耐腐蚀性能，由于目前处于开发阶段，成本较高，限制了广泛应用。与阻燃涤纶交织，在满足性能需求的情况下，可以降低纯聚醚醚酮织物的成本，拓宽聚醚醚酮纤维的应用领域。

参考文献

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