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聚酰胺(PA)纤维由于其所固有的疏水性和绝缘性,会引起很严重的静电现象,限制了聚酰胺纤维在众多领域的应用。因此,聚酰胺纤维的抗静电改性成为了一个重要的研究方向。
添加抗静电剂改性纤维抗静电性能尚处于研究阶段,本论文采用含金属盐的聚醚酯酰胺作为抗静电剂对聚酰胺纤维进行改性。首次研究了将氧化锌分子组装到脂肪族二元酸分子中,再与聚乙二醇分子合成含金属盐的聚醚酯大分子PEEM,然后与己内酰胺合成了含金属盐的聚醚酯酰胺嵌段共聚物PEEAM。对酯化反应体系中各时间段的反应产物进行端基滴定后,发现反应条件为150℃、3h,体系产率趋于稳定,反应转化率和反应效率都较高。
应用FT-IR、X-射线衍射、差示扫描量热(DSC)等方法对中间体脂肪族二元酸锌与PEEM及产物PEEAM的分子结构、结晶性能和热行为进行了研究。发现脂肪族二元酸和氧化锌、脂肪族二元酸锌和聚乙二醇以及PEEM和己内酰胺的反应均已成功合成所需产物。研究还发现,在嵌段共聚物中,PA6嵌段和PEEM嵌段的结晶形态都与均聚物相似,没有生成共晶。嵌段共聚物的组成对PA6嵌段和PEEM嵌段的结晶特性也有较大的影响。随着PEEM组分的增加,PA6嵌段的结晶度逐渐降低,而且嵌段共聚物的熔点和相对分子质量也随之降低。
对不同组成的PA6/PEEAM纤维进行了研究,结果发现随着PEEAM含量的增加,纤维的保水率逐渐增加,抗静电性能逐渐增强,并且具有耐洗涤性。在PEEAM含量低于4%时,纤维的力学性能是随PEEAM含量的增加而增强的;当PEEAM含量高于4%以后,纤维的力学性能逐渐下降,但即使PEEAM含量增至8%时,纤维的力学性能依然可以满足服用需求。对PA6/PEEAM纤维的微观形态进行观察后发现,PA6与PEEAM在纤维内部呈“基体-微纤”的结构,PEEAM在纤维内部形成网络状结构,能够有效的使纤维所带电荷快速泄露散逸。