活性陰離子聚合制備PA6纖維及其原位增強(qiáng)改性.pdf

1、尼龍6(PA6)纖維在日常生活和工程領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。目前，紡絲所用的PA6通常由己內(nèi)酰胺經(jīng)水解、縮聚和加成反應(yīng)制備得到。但是，這種水解聚合法耗時(shí)長（約20h）、后處理工藝復(fù)雜且能耗大。相比之下，己內(nèi)酰胺活性陰離子聚合法制備PA6具有反應(yīng)速度快、生產(chǎn)效率高，可連續(xù)化生產(chǎn)等許多非常突出的優(yōu)勢(shì)。因此，研究開發(fā)以陰離子聚合法來制備高性能的PA6纖維具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　論文采用己內(nèi)酰胺活性陰離子聚合結(jié)合自制的微量熔融造絲裝置成功

2、制備了PA6單絲纖維，考察了反應(yīng)溫度、催化劑氫化鈉用量、引發(fā)劑N-乙酰己內(nèi)酰胺用量和納米材料對(duì)己內(nèi)酰胺活性陰離子聚合反應(yīng)過程及其產(chǎn)物PA6特性的影響，并系統(tǒng)研究了加工條件以及納米材料原位復(fù)合對(duì)PA6單絲纖維性能的影響。論文取得了以下研究結(jié)果:
　　(1)己內(nèi)酰胺活性陰離子聚合反應(yīng)可以在130℃以上、氫化鈉用量高于1.0mol％、N-乙酰己內(nèi)酰胺用量高于0.5mol％的條件下快速反應(yīng)，僅需3min左右即可聚合得到PA6，且轉(zhuǎn)化率高達(dá)

3、96％以上。將己內(nèi)酰胺陰離子聚合與熔融造絲兩個(gè)過程融合在一起，成功制備得到了PA6纖維，且該自制PA6纖維與商品化PA6纖維的性能相當(dāng)，其楊氏模量和斷裂強(qiáng)度分別達(dá)到607MPa和67MPa，斷裂伸長率為313％。
　　(2)在熔融造絲過程中，PA6纖維的直徑不斷減小，結(jié)晶溫度和結(jié)晶度不斷提高，力學(xué)強(qiáng)度逐漸增大。并且，PA6中殘余單體含量、PA6分子量、熔融造絲溫度和拉絲速度均對(duì)PA6纖維的力學(xué)性能有較大的影響。降低PA6中的殘余單

4、體含量，或提高PA6的分子量，均能使PA6纖維的力學(xué)強(qiáng)度提高。適當(dāng)提高熔融造絲速度可促進(jìn)PA6纖維沿軸向的取向和結(jié)晶，提高PA6纖維的強(qiáng)度。
　　(3)在己內(nèi)酰胺聚合體系中引入多壁碳納米管(MWCNT)，雖然降低了己內(nèi)酰胺陰離子聚合反應(yīng)的活性，使產(chǎn)物分子量下降，但其異相成核作用能將PA6的結(jié)晶溫度提高6～12℃，且能在PA6基體中良好分散，提高復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度。當(dāng)MWCNT用量為0.5wt％時(shí)，PA6/MWCNT復(fù)合材料相對(duì)于純