SEBS／涤纶复合纱线的性能研究

彭书伦，王进美

（西安工程大学，陕西 西安710048）

聚苯乙烯－聚乙烯－聚丁烯－聚苯乙烯（SEBS）是一种多用途的新型热塑性弹性体，是热塑性嵌段共聚物SBS分子不饱和双键经过选择加氢而制得的新型改性弹性体［1］。具有优异的耐臭氧、耐紫外线、耐腐蚀性、耐磨性、柔韧性和电气绝缘性，并可以重复利用，力学性能也较好，断裂伸长率为0～150%，超过了硫化橡胶［2］。聚对苯二甲酸乙二酯（PET）俗称涤纶［3］，具有良好的耐热性、抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦与磨损性、电绝缘性及耐化学药品性，被广泛用于合成纤维、薄膜、工程塑料、医药和日用品等领域，尤其以涤纶产品的应用最为广泛［4］。但涤纶的脆性较大，致使应用受到限制，如何充分利用SEBS树脂的优良特性与聚酯纤维低成本、高性能的特点制备一些复合纱线，拓展其应用领域，将有广阔的前景。本文采用浸渍方法［5］用不同质量分数的溶液对涤纶纱线进行处理，通过测试和对比分析寻找改善涤纶复合纱线性能的最佳方案。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

SEBS（YH－602），中国石化岳阳石化有限公司；苯乙烯，天津市天力化学试剂有限公司；涤纶，细度35.4 tex／120f，强力963.0cN，伸长率18.90；JA2003型电子天平，上海良平仪器仪表有限公司；HD021N＋型电子单纱强力仪，南通宏大仪器有限公司。

1.2 试验制备

1.2.1 整理液的制备

以SEBS为溶质、苯乙烯为溶剂制备质量分数为2%、4%、6%、8%、10%的溶液。

1.2.2 复合纱线的制备

（1）将配好的5种不同质量分数的SEBS－苯乙烯溶液对涤纶纱线进行浸渍处理。

（2）用不同质量分数的溶液对纱线进行不同浸渍次数的处理，并在真空干燥箱中烘干，得到SEBS／涤纶复合纱线。

1.3 测试方法

单纱拉伸断裂性能测试按照国家标准GB／T7690.6－1989规定的测试方法，采用HD021N＋型电子单纱强力仪对上述经过处理的纱线进行力学性能测试。

实验参数：试样夹持长度500mm，拉伸速度500mm／min，室温25℃，每种纱线做30组，取其平均值。实验数据如表1～表4所示。

表1 不同质量分数的SEBS性能测试结果

表2 2%的SEBS处理纱线次数的结果

2 结果与讨论

2.1 不同质量分数SEBS处理的纱线性能对比

不同质量分数SEBS处理的纱线性能关系如图1～图4。

表3 4%的SEBS处理纱线次数的结果

表4 6%的SEBS处理纱线次数的结果

图1 质量分数与纱线强力的关系

图2 质量分数与纱线强度的关系

由图1可知，随着SEBS溶液质量分数增加，处理后的纱线强度逐渐增加，这也反映出SEBS本身的强力较高，从而提高了纱线的强力。

由图2可知，随着SEBS质量分数的增加，处理后的纱线断裂强度逐渐减小。

图3 质量分数与纱线伸长率的关系

图4 质量分数与纱线增重比的关系

由图3可知，随着SEBS质量分数的增加，处理后的纱线伸长率先增加后下降再增加的趋势，这也反映出SEBS树脂具有良好的弹性及断裂伸长率。

由图4可知，随着纱线的质量分数增加处理后的纱线较原来增重比呈明显增大的趋势。

一般情况下，粗的纱线强力较高，细的纱线强力较低。影响纱线拉伸性能的因素很多，如纱线本身的捻度，以及SEBS与纱线的结合力等。但是，影响纱线强度的一个主要因素就是纱线在浸渍后增重比较大，致使纱线的细度增大，强度随之有所减少。因此处理纱线的SEBS的溶液质量分数不能太大。

2.2 不同质量分数的SEBS处理纱线次数性能对比

不同质量分数的SEBS对纱线浸渍次数的影响如图5～图8。

由图5可以看出，随着浸渍次数的增加，纱线的强力先增加然后基本保持不变。2%质量分数的纱线在浸渍3次后强力基本保持不变，数值均大于4%、6%的质量分数浸渍的纱线，强力提高14.6%。

由图6可知，随着浸渍次数的增加，4%、6%质量分数浸渍纱线的强度呈现减小的趋势，但2%质量分数浸渍处理纱线的强度基本保持不变。

图5 浸渍次数与纱线强力的关系

图6 浸渍次数与纱线强度的关系

图7 浸渍次数与纱线伸长率的关系

由图7可知，随着浸渍次数的增加，2%质量分数浸渍的纱线的伸长率增大，最大提高28.3%。4%和6%质量分数浸渍的纱线的伸长率趋于不变，且都低于2%质量分数浸渍纱线的伸长率。

由图8可知，随着浸渍次数的增加，6%质量分数浸渍的纱线增重最大，2%质量分数浸渍的纱线先增加后基本保持不变，且增重较小。

图8 浸渍次数与纱线增重比的关系

综述以上结果，复合纱线断裂强度与纱线本身、SEBS树脂的性能等有关，由于SEBS质量分数增大浸渍纱线后，SEBS包覆纱线的表面不匀，致使纱线的增重大，而断裂强度却没有明显的增大，反而会因此减小。由于SEBS本身具有高的弹性，因此其浸渍纱线后复合纱线的伸长明显增大。

3 结论

（1）随着SEBS质量分数的增大，纱线的断裂强力，断裂伸长率增大，断裂强度由于纱线增重大，纱线细度增大，导致强度变小，因此SEBS质量分数不宜过大。

（2）当SEBS的质量分数为2%，浸渍次数为3次时，纱线的断裂强力、断裂强度、断裂伸长率达到最优，且增重比较小。断裂强力和断裂伸长率比原纱线提高14.6%、28.3%。

［1］高 军，佘万能.新型热塑性弹性体SEBS［J］.化工新型材料，2004，32（4）：21－24.

［2］张小林，程金星，陶 影，等.新型热塑性弹性体SEBS及其改性的研究进展［J］.弹性体，2005，（6）：72－76.

［3］攀 峰，阎修维，刘 敏，等.PET改性研究进展及应用现状［J］.中国塑料，2008，（10）：1－6.

［4］刘森林，梁伯刚.PET工程塑料的发展［J］.工程塑料应用，1997，25（6）：53－57.

［5］陈 平，于 祺，孙 明，等.高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展［J］.纤维复合材料，2005，（2）：52－57.