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随着科学技术的提高,人们对于功能化纤维材料的需求也逐渐扩大,同时纤维材料也是科研工作者们一直热衷的研究课题。其中,聚酰胺6(PA6)因为具有优秀的力学性能,以及良好的耐磨吸湿性也受到人们的广泛关注。其相较于PA6,聚酰胺56(PA56)是一种利用生物基1,5-戊二胺与己二酸聚合得到的环境友好型的新型生物基聚酰胺材料,且具有更高的熔点(约为250℃)、更好的吸湿性能以及优良的弹性回复性。目前人们对于PA56的研究还并不是很多,关于PA56的应用也还在逐步摸索阶段。聚合物共混可以通过将两种或者多种材料混合,希望一种材料可以弥补另外一种材料的缺陷,实现性能上的优化。本课题希望通过将不同比例的PA56与PA6共混,探究PA56/PA6整个共混体系的性能变化,以期为PA56/PA6的实际应用提供理论依据。
本课题中,将PA56:PA6按照质量比分别为0∶100、5∶95、10∶90、20∶80、40∶60、80∶20、100∶0进行共混,对比研究PA56/PA6共混体系的结晶性能、热性能、流变性能等。并选取PA56:PA6质量比为0∶100、5∶95、10∶90的样品进行了高速纺丝实验,对其纤维的性能进行了对比分析。结论如下:
(1)PA56/PA6共混改性体系的热降解性能和PA56、PA6差别不大,PA56/PA6共混体系相容性良好,降温过程中基本始终保持单一结晶峰,且PA56的加入有利与共混体系的结晶温度提高。Jeziorny法分析表明,PA56/PA6共混体系晶体呈三维球状生长,随着降温速率的增大,结晶时间逐渐缩短,且PA56的加入使整个共混体系的结晶时间相对于PA6略有降低,说明PA56的加入加快了PA6的结晶速度。
(2)PA56/PA6共混体系熔体为假塑性流体,其流变性能较PA6、PA56相比都有所改善。其中当PA56分别含量为20%的时候,其表观黏度下降的最明显,非牛顿指数提高、黏流活化能也存在明显的下降,即综合来说当PA56含量为20%的时候,整个体系的流动性改善效果最好。
(3)在相同的工艺条件下,PA56微量改性PA6纤维的结晶度、取向度和断裂强度要高于PA6纤维。其中,PA56添加量5%时,改性PA6纤维的断裂强度提高15%-33%;PA56添加量10%时,改性PA6纤维的断裂强度提高7%-27%,添加了10%PA56的PA56/PA6纤维较原PA6纤维回潮率提高了20-40%左右。
本课题中,将PA56:PA6按照质量比分别为0∶100、5∶95、10∶90、20∶80、40∶60、80∶20、100∶0进行共混,对比研究PA56/PA6共混体系的结晶性能、热性能、流变性能等。并选取PA56:PA6质量比为0∶100、5∶95、10∶90的样品进行了高速纺丝实验,对其纤维的性能进行了对比分析。结论如下:
(1)PA56/PA6共混改性体系的热降解性能和PA56、PA6差别不大,PA56/PA6共混体系相容性良好,降温过程中基本始终保持单一结晶峰,且PA56的加入有利与共混体系的结晶温度提高。Jeziorny法分析表明,PA56/PA6共混体系晶体呈三维球状生长,随着降温速率的增大,结晶时间逐渐缩短,且PA56的加入使整个共混体系的结晶时间相对于PA6略有降低,说明PA56的加入加快了PA6的结晶速度。
(2)PA56/PA6共混体系熔体为假塑性流体,其流变性能较PA6、PA56相比都有所改善。其中当PA56分别含量为20%的时候,其表观黏度下降的最明显,非牛顿指数提高、黏流活化能也存在明显的下降,即综合来说当PA56含量为20%的时候,整个体系的流动性改善效果最好。
(3)在相同的工艺条件下,PA56微量改性PA6纤维的结晶度、取向度和断裂强度要高于PA6纤维。其中,PA56添加量5%时,改性PA6纤维的断裂强度提高15%-33%;PA56添加量10%时,改性PA6纤维的断裂强度提高7%-27%,添加了10%PA56的PA56/PA6纤维较原PA6纤维回潮率提高了20-40%左右。