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Untersuchungen zum Schmelz- und Strukturverhalten von Polyethylenterephthalatfasern in Luft bei 1 bar und in überkritischem CO2 bis 280 bar

1998; Wiley; Volume: 256; Issue: 1 Linguagem: Alemão

10.1002/(sici)1522-9505(19980401)256

1522-9505

E. Cleve, E. Bach, Eckhard Schollmeyer,

biodegradable polymer synthesis and properties

Es wurde vergleichend der Einfluß von CO2 auf Veränderungen in der Faserstruktur von thermofixierten und unfixierten PETP-Multifilament- und Monofilamentfasern in Abhängigkeit vom Druck und der Temperatur untersucht. Dazu wurden Glasumwandlungs-, Effektiv- und Schmelztemperatur-Messungen mit einem dynamischen Wärmestrom-Differenz-Kalorimeter (DDK) in Luft bei 1 bar sowie in CO2 druckabhängig bis 280 bar durchgeführt. In den unter Hochdruck aufgenommenen Thermogrammen war der Schmelzpunkt, im Gegensatz zur Effektiv- und Glasumwandlungstemperatur, deutlich zu erkennen. Aufgrund seiner Hydrophobizität ist das CO2 in der Lage, in die Faser zu diffundieren und als Quasi-Verunreinigung zu wirken, was zu einer Schmelzpunkterniedrigung bei 280 bar von 13 bis 14°C für alle untersuchten PETP-Fasern führt. Effektivtemperatur-, Zugkraft-Dehnungs- und Schrumpfmessungen nach einer Behandlung der PETP-Fasern zwischen 80 und 200°C in Luft und CO2 zeigen, daß es insbesondere bei nicht-thermofixierten PETP-Garnen bei 280 bar schon ab 80°C in CO2 zu Strukturänderungen kommt, die auf ein partielles Kristallitwachstum in den fehlgeordneten Bereichen der Faserpolymeren zurückzuführen sind. Dies führt in CO2 bei 280 bar im Gegensatz zu Luft bei 1 bar bei vergleichbaren Behandlungstemperaturen zu höheren Effektivtemperaturen, einem erhöhten Schrumpf und einer höheren Dehnbarkeit der Fasern. Bei thermofixierten Fasern sind diese Effekte in der Regel wesentlich weniger ausgeprägt. A comparative study was carried out as to the influence of CO2 on changes of the fibre structure of thermofixed and unfixed PETP multifilament and monofilament fibres in relation to pressure and temperature. To this aim measurements were carried out on the glass transition-, the pre-melting- and the melting temperature with a dynamic heat flow difference calorimeter (DDC) in air at 1 bar, as well as in CO2 at pressures up to 280 bar. In the thermograms taken under high pressure the melting point was clearly visible, in contrast to the glass transition- and pre-melting temperatures. Owing to its hydrophobic properties, the CO2 is capable of diffusing into the fibre where it can act as a virtual contamination to the effect that the melting point at 280 bar is lowered by 13–14°C for all PETP fibres. Measurements of the pre-melting temperature, stress-strain behaviour and shrinkage after treatment of the PETP fibres at temperatures between 80 and 200°C in air and CO2 show that particularly in the case of non-thermofixed PETP yarns at 280 bar structural changes are brought about from temperatures as low as 80°C upwards which are attributable to partial crystallite growth in the imperfect areas of the fibre polymers. In CO2 at 280 bar, this results in higher pre-melting temperatures, increased shrinkage and higher elasticity of the fibres in contrast to air at 1 bar at comparable treatment temperatures. In the case of thermofixed fibres these effects are, as a rule, considerably less marked.