多功能聚酰胺6纤维的制备与性能

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尼龙,具有优良的耐磨性、弹性和良好的力学性能,可应用于建筑、化工、交通、军事、消防服装等领域。随着社会发展和科技进步,对材料的阻燃性能及抗静电性能的需求逐步提高,因此,多功能尼龙材料的研究逐渐成为当今尼龙材料领域研究的热点。本论文基于国内外的研究现状,以及本课题组前期的研究基础,通过共混纺丝法制备了卤系和氮系两类阻燃PA6纤维,讨论了添加剂对阻燃性能的影响,并设计合成了非共价键功能化的石墨烯作为阻燃 PA6纤维的抗静电无机导电填料,探究石墨烯对阻燃 PA6纤维抗静电性能的影响。论文内容主要分为如下几个方面:  1.综述了阻燃纤维、抗静电纤维的研究现状,分析了阻燃方法、阻燃剂以及抗静电剂对纤维加工的影响,讨论了纤维阻燃以及抗静电的现状与存在的不足,提出了课题的研究思路。  2.制备了卤系和氮系两类阻燃 PA6纤维,研究了抗滴落剂对卤系阻燃PA6纤维以及协效阻燃剂对氮系阻燃PA6纤维的性能的影响。通过粒料和纤维阻燃性能测试研究了 PA6纤维的阻燃性能,分析了卤系阻燃体系添加抗滴落剂前后阻燃性能的变化以及协效阻燃剂用量及结构对氮系阻燃体系阻燃性能的影响及规律,综合考虑体系的力学性能,得出了氮系阻燃体系阻燃最佳配比:PA6(份): MCA(份):TPP(份)=90:9:0.3。采用TG、DSC、XRD、SEM分别研究了体系的热稳定性、结晶以及表面形貌。  3.通过化学氧化还原的方法制备氧化石墨烯,并对氧化石墨烯进行非共价键功能化,再以水合肼还原得到功能化石墨烯 STGNS,电导率达到14.71 S·cm-1,采用核磁、FTIR、紫外、SEM、AFM、拉曼、XRD综合表征了石墨烯的单片层结构,TG分析了STGNS的耐热性能。将STGNS作为阻燃PA6纤维的抗静电添加剂,发现极少量STGNS的添加,阻燃纤维比电阻下降了47.7%,同时纤维的阻燃性能进一步提升,采用TG、DSC、XRD、SEM分别研究了体系的耐热性、结晶性以及表面形貌,讨论了STGNS的抗静电机理以及阻燃机理。
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