芳香族支链聚酰胺6的制备及共混纺丝研究

通过添加均苯四甲酸二酐水解聚合工艺制备芳香族支链聚酰胺6(PA6),采用熔融共混制备芳香族支链PA6/Ti O2母粒,然后与线型PA6共混纺丝,经拉伸后得到含芳香族支链PA6的共混纤维;研究了均苯四甲酸二酐含量对芳香族支链PA6流动性及热学性能的影响,以及芳香族支链PA6对芳香族支链PA6/Ti O2共混物结晶行为、可纺性及纤维力学性能等的影响。结果表明:随着均苯四甲酸二酐含量的添加,芳香族支链PA6的相对黏度逐渐降低,熔体流动指数增大,流动性增加,而结晶熔融温度逐渐降低;含芳香族支链PA6的共混体系纺丝温度较纯PA6降低4℃,芳香族支链PA6有助于提高PA6的可纺性,且纤维力学性能较好,含质量分数8%芳香族支链PA6的共混纤维的断裂强度为2.8 c N/dtex,断裂伸长率为45.4%。     

离子液体增塑聚酰胺6纤维的制备与性能表征

在聚酰胺6(PA 6)中添加离子液体对其进行增塑改性制得离子液体增塑PA 6切片,再经熔融纺丝、拉伸、定型,制备离子液体增塑PA 6纤维,然后对纤维试样进行水洗;探讨了离子液体含量对增塑PA 6纤维的热性能、动态力学性能、取向及力学性能的影响以及水洗之后纤维力学性能的变化。结果表明:随着离子液体添加量的增加,增塑PA 6纤维的熔融温度与结晶温度逐渐下降,纤维分子链的活动性增加,玻璃化转变温度逐渐下降;离子液体并未提高增塑PA 6纤维的取向度;随着离子液体含量的增加,增塑PA 6纤维的断裂强度先增加后降低,断裂伸长率呈下降趋势;在离子液体质量分数为1.5%、拉伸倍数为3.6时,增塑PA 6纤维的断裂强度最高,达3.89 cN/dtex,纤维水洗后断裂强度大幅度提高,达6.36 cN/dtex。     

超支化聚合物对PA6及其纤维性能的影响

将聚己内酰胺(PA6)与超支化聚合物(HBP)共混造粒、纺丝,研究了PA6/HBP共混物的流变性能及共混纤维的力学性能。结果表明:PA6/HBP共混物为非牛顿性假塑性流体,其表观黏度随着剪切速率的增大而减小;随着HBP含量增大,共混物非牛顿流动指数降低,剪切速率上升,加工温度降低;共混物黏流活化能随着HBP含量的增大而增大;PA6/HBP共混物较PA6结晶度提高,球晶明显细化;当w(HBP)为1.0%时,PA6/HBP共混纤维的断裂强度较纯PA6纤维略有降低,随着HBP含量的增加,共混纤维的力学性能明显降低。     

LDPE/PA6海岛复合超细纤维的可纺性及性能研究

采用熔融复合纺丝法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/聚己内酰胺(PA6)海岛复合超细纤维,讨论了纺丝温度、海岛比例和纺丝速度对纤维的可纺性、结构和性能的影响。结果表明:在纺丝温度为278℃,LDPE/PA6质量比为50/50,45/55,40/60,35/65,30/70,冷却长度为140 mm,纺丝速度为1 000 m/min时,海岛复合纤维具有良好的可纺性和海岛结构,其超细纤维线密度为0.077~0.110 dtex;在PA6质量分数为55%条件下,提高纺丝速度,PA6超细纤维的直径进一步降低,力学性能增加,但不匀率上升。     

阻燃抗滴落PA6纤维的性能研究

采用聚合方法制备抗滴落PA6切片,添加阻燃剂共混纺丝得到阻燃抗滴落PA6纤维。用差示扫描量热法、X射线衍射、透射电镜、极限氧指数法等方法对所得产物的热性能、结晶结构、添加剂的分散性能、阻燃性能及力学性能等进行表征。结果表明,抗滴落剂的加入引起了PA6结晶行为的变化,由α晶型转变成α晶型与γ晶型共存;PA6的热稳定性得到了提高;添加剂在聚合物中分散较均匀,阻燃抗滴落PA6纤维的极限氧指数可达26．6%～28．6%,燃烧时产生的熔融滴落物明显减少。阻燃抗滴落PA6纤维的力学性能较PA6约降低10%。     

PA6/LDPE/PE-g-MAH共混纳米纤维的制备及结构研究

采用共混海岛纺丝法制备聚酰胺6/低密度聚乙烯/聚乙烯接枝马来酸酐(PA6/LDPE/PE-g-MAH)共混纤维,溶解剥离出LDPE基体相,可制备出PA6纳米纤维;研究了共混物的组成和纺丝条件对共混纤维的相结构、结晶、力学性能及PA6纳米纤维直径的影响。结果表明:随着共混物中PA6分散相含量增加,PA6纳米纤维的直径逐渐增大;PA6质量分数从30%增加至60%时,PA6纳米纤维平均直径由107 nm增至149nm;PA6质量分数为70%时,由于相逆转无法得到PA6纳米纤维;在PA6质量分数为55%条件下,提高拉伸倍数,PA6纳米纤维的直径进一步降低,且结晶度、力学性能增加。     

稀土CeO_2对PA6复合材料性能的影响

以稀土氧化铈(CeO_2)为改性剂、聚酰胺6(PA6)为基体,通过熔融挤出制备了PA6/CeO_2复合材料,并且对不同CeO_2用量的PA6/CeO_2复合材料的力学性能、热性能、流变性能、抗紫外老化性能和微观结构进行了测试和分析。结果表明:随着CeO_2用量的增加,PA6/CeO_2复合材料的力学性能、热稳定性能、抗紫外老化性能和结晶温度均有所提高;CeO_2的加入未改变PA6/CeO_2复合体系的假塑性特征,改性后体系的剪切黏度有所增大,并且在同一剪切速率下,复合材料的剪切黏度随着温度升高而减小。CeO_2粒子在复合材料中分散均匀,与PA6相容性良好,并且有一定的增强增韧作用。     

纺粘法制备PA 6粘合纤维的工艺研究

利用纺粘非织造设备制备锦纶6(PA 6)粘合纤维,研究了泵供量、拉伸气流强度和纺丝温度对PA6粘合纤维结构和力学性能的影响。结果表明:纤维结晶度随着拉伸气流强度的增加而增加;纤维直径随着泵供量减小和拉伸气流强度增加而减小;纤维的断裂强度随着拉伸气流强度的增加而增加,纤维的断裂伸长率随之逐渐减小;泵供量和纺丝温度对纤维的结构和力学性能影响较小;当纺丝温度为240℃,泵供量为96m L/min,拉伸风电机频率为40 Hz时,所制得的PA 6纤维直径为26.7μm,断裂强度为2.36 c N/dtex,断裂伸长率为1 760.2%。     

抗紫外PET及纤维的研究开发

探讨了纳米碱式碳酸锌的制备方法。并结合聚酯的制备条件，在聚酯的聚合前加入纳米碱式碳酸锌，在聚合过程中分解生成氧化锌，实现聚酯的抗紫外性能；实验表明，聚酯的抗紫外性能随氧化锌用量的增加而增强，当氧化锌质量分数大于1％时，对聚酯的抗紫外线性能影响已不很明显。对抗紫外聚酯的相应纺丝干燥、速度、上油等条件进行了阐述。     

原位聚合无卤阻燃聚酰胺6的结构与性能研究

采用原位聚合添加反应型无卤阻燃剂,是实现聚己内酰胺(PA6)阻燃改性的主要方法。在己内酰胺的水解开环聚合体系中,加入三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的原料单体,原位聚合制备了阻燃PA6(FRPA6),对FRPA6的结构、形貌及性能进行了表征;通过熔融纺丝制备了FRPA6纤维,测试了其力学性能及阻燃性能。结果表明:FRPA6中阻燃剂MCA与PA6基体的相容性良好,MCA自组装反应比较充分,MCA粒子以纳米级均匀分布于PA6基体中;随着MCA含量的增加,FRPA6的熔点、熔融热焓有所降低,结晶温度略有升高,热稳定性下降;当MCA质量分数为7.5%时,FRPA6的阻燃性能达UL94 V-0级,拉伸强度为64.1 MPa,缺口冲击强度为10.4 k J/m2;相比纯PA6纤维,FRPA6纤维具有较好的阻燃性能,极限氧指数达35%以上,但力学性能有所下降。     

PES/PA6的共混纺丝及其性能研究

将不同质量比的聚醚砜(PES)与聚酰胺6(PA6)共混进行熔融纺丝制得PES/PA6共混纤维;研究了共混物的流动性及其纺丝工艺,以及PES/PA6共混纤维的热稳定性和力学性能。结果表明:PA6的加入显著提高了PES的流动性,降低了纺丝温度,改善了PES的可纺性;与纯PES纤维相比,PES/PA6共混纤维的起始热分解温度有所降低,PES/PA6质量比为70/30～30/70的PES/PA6共混物的纺丝温度为320～340℃,卷绕速度为100～400 m/min,纤维的断裂强度为0.71～2.25 cN/dtex。     

微纳米材料改性大有光聚酯纤维的制备及性能评价

高品质细旦化异形大有光聚酯纤维存在着条干不匀率高、染色均匀性和稳定性差,且后加工效率低等问题,无法满足高速经编要求。采用在线添加高分散性的微纳米无机粉体母粒的方法,结合熔体直纺技术,优化纺丝工艺,最终制备出力学性能、光泽、染色性能均得到改善的高品质细旦大有光聚酯纤维。着重研究了无机粒子在聚酯纤维表面的分散性以及改性聚酯纤维的力学性能、光泽性能、摩擦性能和织物的染色性能。     

尼龙6/纳米蒙脱土复合材料制备及性能研究

利用活化处理的纳米蒙脱土(OMMT),通过原位插层聚合原理,控制聚合温度、压力、时间等,在聚合管实现连续化稳定制备剥离型尼龙6(PA6)/纳米OMMT复合材料;采用熔融纺丝法制得PA6/纳米OMMT复合纤维;利用X射线衍射、透射电镜(TEM)等方法分析复合材料的结构与性能。结果表明:聚合时控制水与己内酰胺质量比为3%～5%,前聚压力不超过0.4 MPa,后聚压力小于-0.040 MPa,聚合温度240～280℃,聚合时间26～30 h,可制得相对分子质量为18 000～18 600,单体质量分数小于1.6%,含水率小于450μg/g的PA6/纳米OMMT切片;TEM分析表明,纳米OMMT在PA6基体均匀分散;复合材料的力学性能有较大幅度的提高,断裂强度达102.15 MPa,比纯PA6提高了12%;PA6/纳米OMMT复合纤维性能优异,适合轮胎骨架材料的制备要求。     

薄荷油微胶囊的制备及其共混熔融纺丝

以密胺树脂为壁材、薄荷油为芯材制备薄荷油微胶囊并与聚丙烯(PP)进行熔融共混纺丝得到了芳香纤维。通过设计正交试验,获得微胶囊的最佳制备工艺条件为:芯壁质量比2∶3、壁材质量分数8%、乳化剂质量分数0.8%、缩聚时间2 h;所得的微胶囊平均粒径小(4.568μm)、热稳定性好、形貌规整且产率高(63.17%)。以PP为基体制备微胶囊质量分数20%的母粒,再与PP进行共混熔融纺丝,结果表明:当共混物中微胶囊的实际添加质量分数为2.5%时,共混物可纺性好,纤维的强度可达3.4 c N/dtex。在纺丝前后微胶囊的含油率变化不大,纤维中的含油量为14.05 mg/g。     

Investigation of rheology and morphology to follow physical fibrillar network evolution through fiber spinning of PP/PA6 blend fiber

This work is aimed at investigating the influence of fibrillar morphology of deformed Polyamide 6 (PA6) droplets dispersed in Polypropylene (PP) matrix on the melt viscoelastic behavior of their blends. The blends of PP with various amounts of PA6 (1%, 6%, 10%, and 20%) were prepared by melt mixing in a co‐rotating twin screw extruder and fibrillated by fiber spinning process. Scanning Electron Microscopy revealed that the PA6 spherical droplets form fibrillar inclusions after fiber spinning. The steady and transient shear rheological responses of samples were evaluated in both linear and nonlinear ranges of deformation. Non‐terminal behavior of storage modulus at low frequency appeared as a typical characteristic of fibrillar morphology whose width and value depend on fibril growth. Storage modulus and complex viscosity of the blends containing PA6 fibrillated structure were remarkably enhanced compared to as‐extruded samples. The fibrillar‐induced elasticity of the fibers is a distinguishable behavior which was revealed by conducting transient stress and creep‐recovery measurements and upon appearing mature fibrils, elasticity of the polymer blend fibers increased significantly. POLYM. ENG. SCI., 58:1251–1260, 2018. © 2017 Society of Plastics Engineers     

马来酸酐接枝物对PE/PA6共混物相容性的影响

采用熔融共混法制备了PP/PA6/POE-g-MAH和PP/PA6/PP-g-MAH共混物。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪分析和力学性能测试研究了增容剂POE-g-MAH和PP-g-MAH对PP/PA6共混物相容性、形态结构和宏观力学性能的影响。结果表明,在PP/PA6共混体系中分别加入POE-g-MAH和PP-g-MAH不仅能显著改善两相界面的相容性,减小分散相的粒径,而且能使共混物的力学性能显著提高。当增容剂的用量为5份时,PP/PA6共混物有较好的综合力学性能。POE-g-MAH和PP-g-MAH增容PP/PA6共混体系非等温结晶行为的研究表明,POE-g-MAH和PP-g-MAH均能促进PA6对PP基体的异相成核作用。     

PA11/PA1010共混物的性能研究

采用熔体共混的方法制备了聚酰胺11/聚酰胺1010(PA11/PA1010)共混物,通过力学性能和差示扫描量热(DSC)测试,研究了PA11/PA1010共混物的力学与结晶性能。测试结果表明:PA1010对PA11同时具有增韧、增强作用;当PA11/PA1010为70/30时,共混物开始出现两个结晶峰和低温熔融峰;共混物的结晶和熔融以PA11为主,兼具有PA11和PA1010的优良性能;断裂伸长率、拉伸强度与缺口冲击强度均达到极大值。     

改性多壁碳纳米管／PA6纤维的制备及力学性能

将多壁碳纳米管(MWNT)氧化后,酰氯化处理,在氨基封端的PA6聚合时加入,制备PA6／MWNT母粒,将母粒同PA6切片熔融共混纺丝,制备PA6／MWNT纤维。用INSTRON 1122型万能材料试验机测定纤维的力学性能。结果表明,改性MWNT的加入提高了PA6纤维的断裂强度,纤维中MWNT质量分数仅为0．05％时,纤维的断裂强度和初始模量最大,分别增加了60％和86％。用扫描电镜观察复合纤维的结构,发现MWNT均匀地分布在PA6中,并与PA6基体间有相互作用,沿纤维轴向取向。     

Preparation and characterization of graphene reinforced PA6 fiber

Here, we report the successful preparation of PA6/GO composite fibers through in situ polymerization and the melting spinning method. The results suggest that graphene has induced only minor changes on the relative viscosity yet exhibits significant effects on the crystallization characteristics. The SEM images of the fibers have shown several expended borders as a consequence of graphene addition. The maximum strength of the composite fibers (5.3 cN/dtex) has been reached 0.05 wt % graphene added to the system; the draw ratio was equaled to 3.8. Compared to the neat PA6 fiber, the fibers with graphene displayed superior creep resistance features; the creep rate constant was 0.38 at a 0.05 graphene concentration, with a draw ratio of 3.5. The approach employed in this research paves the way towards PA6/graphene nanocomposites have been prepared through in situ polymerization using caprolactam and graphene oxide/water pulp as starting materials. In situ polymerization approach facilitated a superior interaction between PA6 and graphene. Compared to graphene oxide powder, the graphene oxide in water pulp has prevented the agglomeration when added to the caprolactam melt, leading to its enhanced dispersion within the system. PA6/graphene as‐spun fiber has been produced by the mean of melt‐spinning strategy using a melt‐spinning machine, obtaining products with different draw ratios after drawing at 120 °C. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 45834.     

共混改性聚酯纤维的吸湿性能研究

利用设计开发的高亲水母粒与常规聚酯进行共混,对共混物的熔融与结晶行为进行了表征。合成的亲水性母粒与常规聚酯共混过程中具有良好的相容性,对不同添加量的改性聚酯的吸湿性进行了测试,建立了共混物表面接触角与吸水率对母粒添加量的关系曲线。选择添加6%的母粒进行试生产,对制备的短纤维进行力学性能、吸湿性能的表征。研究表明:改性聚酯短纤维具有良好的吸湿性能,通过纤维碱减量试验,结合扫描电镜表征手段对改性机制进行了进一步研究。经碱减量处理的改性纤维吸湿性呈下降的趋势,且随着碱浓度增加纤维表面的凹槽增加,分析推测亲水母粒分布在纤维的表面,从而改善了聚酯的吸湿性。