生物基長碳鏈尼龍纖維的制備及結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、目前市場上的尼龍纖維主要為尼龍6和尼龍66，其生產(chǎn)主要以石油法合成為主。隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)尼龍纖維的生產(chǎn)給環(huán)境帶來的負(fù)荷日益嚴(yán)重。生物基材料是一種可為許多高性能材料提供單體來源的可再生資源，代表著未來的發(fā)展方向。本課題選用的生物基長碳鏈尼龍聚合物是由生物法制取的二元酸和生物法制取的二元胺經(jīng)縮聚而成，大大減少了生產(chǎn)過程中碳的排放量，具有良好的環(huán)境效益。目前國內(nèi)外對生物基長碳鏈尼龍纖維的研究較少，尤其是生物基長碳鏈尼龍5X系列的研究還未見

2、報(bào)道。本課題首先對生物基長碳鏈尼龍聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，利用熔融紡絲方法紡制了纖維，并對纖維的結(jié)構(gòu)性能及相應(yīng)織物的風(fēng)格進(jìn)行了系統(tǒng)研究。課題的研究為后續(xù)生物基長碳鏈尼龍纖維的產(chǎn)業(yè)化提供一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）利用核磁共振、紅外光譜、元素分析等方法對生物基長碳鏈PA510、PA512、PA612聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明生物基長碳鏈尼龍的實(shí)際結(jié)構(gòu)與理論結(jié)果一致。
　?。?）系

3、統(tǒng)研究了生物基長碳鏈尼龍聚合物的熱學(xué)性能，為纖維制備的工藝參數(shù)設(shè)定提供依據(jù)。測試結(jié)果表明， PA510、PA512、PA612的熔點(diǎn)在220℃左右，結(jié)晶溫度為149~177℃，熱分解溫度約為410℃，加工窗口較寬，滿足紡絲要求。
　　（3）采用差示掃描量熱法（DSC）對PA510、PA512、PA612的結(jié)晶動力學(xué)進(jìn)行了研究，并結(jié)合熱臺偏光顯微鏡（POM）觀察了聚合物晶體生長情況。研究結(jié)果表明，3種聚合物的晶體生成均為異相成核，聚

4、合物晶體呈三維球狀生長。
　?。?）利用熔融紡絲方法制備了3種尼龍纖維，紡絲溫度在265~285℃之間，紡絲速度為800m/min，并采用XRD技術(shù)研究了3種纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。采用紗線強(qiáng)伸度儀測試了不同牽伸倍數(shù)下纖維的力學(xué)性能，斷裂強(qiáng)度為4.3~6.9cN/dtex，初始模量為33~42cN/dtex，定伸長10％時(shí)3種纖維的彈性回復(fù)率均在90%以上，具有良好的力學(xué)性能和彈性回復(fù)性能。另外，3種纖維的沸水收縮率為12.9~17.4