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水是世界上最丰富、廉价、安全和环保的液体介质和溶剂。在室温下,水的密度、介电常数和离子积分别为1.0 g/cm3,79.3和10-14,许多化学物质在室温和大气压力下不溶于水。水在温度为100-374℃和压力0.1-22.1 MPa下处于过热状态,当温度>374℃和压力>22.1 MPa时水处于超临界状态。过热水和超临界水的介电常数、电导率、离子产物、粘度、热容、扩散系数、密度甚至氢键结构与常温水相比有很大的变化,过热水或超临界水可用作溶剂、化学试剂或催化剂等。聚酰胺(PA,又称尼龙)是一种重要合成材料,一些脂肪族的聚酰胺可以溶解于过热水中,说明用过热水作为溶剂来处理加工聚酰胺材料是可行的。聚酰胺6(尼龙6)是生产聚酰胺纤维和塑料的主要品种之一,熔融温度在225℃左右,然而它能够熔融并溶解于温度超过160℃的过热水中;处于溶解状态时,尼龙6会发生水解,随着温度的升高和处理时间的延长,水解作用增强;当温度进一步升高,水进入超临界状态时,尼龙6将分解为单体。我们利用尼龙6与水之间的相互作用特点,对尼龙6薄膜材料(双向拉伸尼龙6薄膜,简称BOPA)进行了100-160℃温度范围的水热处理。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、广角X射线衍射(WAXD)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)等表征手段对不同水热条件处理后尼龙6薄膜的表面形貌、熔融和结晶行为进行了研究;另外也对水热处理后尼龙6薄膜的力学性能、气体阻隔性、透光性能等进行了测试,研究了水热处理对尼龙6薄膜性能的影响。研究测试工作得到如下结果:1、在130-160℃温度范围水热处理后,尼龙6薄膜样品表面出现明显的球状、纤维状、网状等具有结晶形态特点的结构;相较其他刻蚀方法,水热溶蚀得到了更加精细的表面结构。2、不同水热条件处理前后尼龙6薄膜样品的晶区均为典型α晶型,水热处理未导致α-PA6的晶型转变。3、在140-160℃温度范围水热处理后内,尼龙6薄膜样品的熔融温度会随着水热处理温度的增加而有明显升高,处理后薄膜内的结晶更加完善。4、水热处理后,薄膜样品初始模量不变,韧性增加,拉伸强度下降;薄膜表面印刷性和复合性能增加;薄膜透光性和氧气阻隔性略有下降。综上所述:过热水是尼龙6材料的一种良好的溶蚀剂,它能够移除或溶解尼龙6材料表面的非晶成分,使尼龙6表面结晶形态充分暴露。一定温度水热处理后,尼龙6薄膜表面结构发生明显变化;薄膜内部结晶完善程度明显提高。受这些变化的影响,薄膜的力学性能、透明性、透氧性和表面复合性等也发生了一定的变化。