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时间:2019-03-06
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1、学校代码:10255学号:2160391东华大学硕士学位论文聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物及其纤维的制备及表征ThePreparationandCharacterizationofPolyamide6-Polyamide6TCopolymersandFibers学科专业:材料工程作者姓名:陈广新导师姓名:俞昊答辩日期:2018年5月聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物及其纤维的制备及表征聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物及其纤维的制备及表征摘要聚酰胺6(PolyamidePA6),又称尼龙6,其纤维具有优异的耐磨性,同时质量轻,弹性回复率高,断裂强度较强。
2、但是尼龙6纤维的弯曲刚性以及初始模量较小,使用中易变形,做成的衣服不如涤纶、羊毛挺括。聚酰胺6T是半芳香族尼龙的代表,芳香环结构的引入,可以提升分子链的刚性,显著地改善尼龙6纤维的力学性能。因此,本文选用聚酰胺6T与聚酰胺6进行共聚,将苯环引入到尼龙6大分子链上,合成一种刚度大、强度高的改性尼龙6,并利用熔融纺丝法制备改性尼龙6POY,进而提高尼龙6纤维的刚性。本论文以直接共聚法,成功制备了6T盐添加量分别为5wt%,9wt%,15wt%,20wt%的聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物。研究发现,6T盐的加入降低反应速度,提高产物熔体粘度,随
3、6T盐添加量的增加,相应延长后聚合时间。通过控制聚合时间,可提高聚酰胺6-聚酰胺6T系列共聚物的相对粘度。1对聚酰胺6-聚酰胺6T系列共聚物进行相关测试及表征。HNMR、FT-IR、GPC、端基含量的结果表明共聚物中同时含有PA6与PA6T的特征峰,证明PA6、PA6T发生了共聚,并得到相对数均分子量均I聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物及其纤维的制备及表征在17000左右的共聚物。DSC、XRD的结果表明,苯环的加入,导致分子链的迁移速度变慢,使其倾向于形成结晶度较小、结晶完善程度较低的晶体。随6T盐添加量增加,共聚物的熔融温度、结晶峰温度
4、均有所下降,晶型仍保持与PA6相同的α、γ晶型,但γ晶型比例上升。非等温结晶行为的结果表明:随着6T盐添加量增加,共聚物半结晶期t1/2增大,结晶速率下降。结晶峰温度Tp随着降温速率的增加向低温移动,结晶峰宽△Tc随降温速率的增加而变宽。从TGA、熔融指数、相对粘度的结果可知:随着6T盐添加量增加,共聚物的相对粘度增大,熔体的流动性下降;共聚物具有良好的热稳定性,符合纺丝或者注塑的加工要求。拉伸测试结果表明:苯环的引入,使共聚物的初始模量及拉伸强度均增大。对力学性能较好的聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物切片进行熔融纺丝,并对不同牵伸倍数的改
5、性尼龙6纤维进行了相关性能的表征。弯曲性能、拉伸性能的结果表明:大分子链上苯环的引入可以显著改善尼龙6纤维的抗弯刚性、弹性模量,在添加量为9wt%,牵伸倍数为3.7时,改性尼龙6纤维的性能最佳。XRD的结果表明:在改性尼龙6纤维中主要以γ晶型为主;6T盐添加量的增加,有利于γ晶型的形成,牵伸倍数的增加有利于γ晶型向α晶型的相转变。扫描电镜(SEM)、沸水收缩率、热收缩率的结果表明:随着6T盐添加量增加,改性尼龙6纤维的沸水收缩率和热收缩率均增大。关键词:聚酰胺6,聚酰胺6T,共聚改性,刚性II聚酰胺6-聚酰胺6T共聚物及其纤维的制备及
6、表征THEPREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFPOLYAMIDE6-POLYAMIDE6TCOPOLYMERSANDFIBERSABSTRACTPolyamidePA6,alsoknownasnylon6,hasexcellentabrasionresistance,lightweight,highelasticrecovery,andhighbreakingstrength.However,nylon6fiberhassmallerbendingrigidityandinitialmodulus,andi
7、tiseasiertodeforminuse.Theclothesmadeofnylonarenotasgoodaspolyesterandwool.Polyamide6Tisarepresentativeofsemi-aromaticnylon.Theintroductionofaromaticringstructurecanincreasetherigidityofthemolecularchainandsignificantlyimprovethemechanicalpropertiesofnylon6fiber.Therefo
8、re,polyamide6Twascopolymerizedwithpolyamide6,andbenzeneringwasintroducedintonylon6chaintosynthesizeamodifiedny
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