随着聚合和纺丝技术的进步,尼龙6长丝生产能力逐年提升,应用领域不断扩展。然而,受生产设备、技术壁垒等因素的限制,目前国内高性能尼龙6长丝的对外依存度仍然较高,进口量较大。因此,如何在现有条件下获得兼具高强度和高韧性的尼龙6长丝进而突破技术壁垒、扩大其应用范围,受到广大研究者的关注。尼龙6分子中的酰胺基团(-NHCO-)为极性基团,分子链间易通过氢键作用形成结晶,导致了分子间缠结过多,限制了强度的提高。本文从纺丝工艺和原料改性两个角度出发,研究了纺丝牵伸工艺和增塑剂改性对尼龙6结构性能的影响,对其相关机理进行了分析,并制备出了具有较高强度和韧性的尼龙6长丝。主要内容如下:通过熔融纺丝结合“二级牵伸”工艺制备了高强尼龙6长丝。利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、声速取向测试仪、热重分析仪(TGA)、拉伸性能测试以及回潮率测试等技术手段,研究了牵伸倍数对尼龙6长丝结构性能的影响。结果表明,牵伸倍数的提高能够诱导尼龙6由γ晶型向α晶型转变,分子链排列更加规整,长丝的结晶度、取向度、热稳定性和力学性能随牵伸倍数的提高而增加。当二级牵伸倍数为3.0、牵伸温度210℃时,尼龙6长丝综合性能最优,断裂强度为8.22 cN/dtex,断裂伸长率为22.4%,初始模量为59.2 cN/dtex,达到了高强尼龙6长丝的标准。以D-山梨醇作为增塑剂,将其与尼龙6切片熔融共混制得了改性尼龙6树脂。通过DSC、XRD、动态热机械性能(DMA)测试、TGA和拉伸性能测试等技术手段,研究了D-山梨醇的加入对尼龙6树脂结晶度、晶型变化、动态力学、热稳定性和拉伸性能的影响,并通过等温结晶动力学、非等温结晶动力学分析等研究了D-山梨醇的加入对尼龙6的结晶性能的影响。结果表明,D-山梨醇的加入能够促进尼龙6异相成核,降低了尼龙6的玻璃化转变温度(T_g)、熔融温度(T_m)和结晶度(X_t)。这是由于D-山梨醇的引入减弱了尼龙6分子链间的氢键作用,提高了分子链的活动能力,从而实现了对尼龙6分子链的增塑增韧作用。通过熔融纺丝结合“一级牵伸”工艺,制备了不同D-山梨醇含量的尼龙6长丝。调节纺丝过程的牵伸倍数,研究了不同牵伸倍数下D-山梨醇添加量对尼龙6长丝结构性能的影响。结果表明,D-山梨醇的加入能够显著提高尼龙6长丝的结晶度、取向度、断裂强度和断裂伸长率,并降低长丝的初始模量,对尼龙6长丝起到了增强增韧效果。最优工艺条件下尼龙6长丝断裂强度为5.29 cN/dtex,断裂伸长率为49.5%,初始模量为34.0 cN/dtex。一次水洗后尼龙6长丝拉伸性能变化幅度较小,性能优异。