PA6/DNP工业丝的制备、结构以及老化研究

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尼龙6工业丝具有强度高,耐疲劳、耐冲击性好的优点,因此广泛应用在帘子线、输送带、过滤材料、缝纫线、安全气囊等领域。尼龙6工业丝因其广泛的应用范围,在使用和储存中难免会存在老化问题。尼龙6工业丝老化后,力学性能下降较大,极大的限制了其应用范围。通过添加抗老剂改善尼龙6工业丝的抗老化性能,具有很好的研究和应用价值。NN-二(p-萘基)对苯二胺(DNP)作为可反应的复合胺改性剂,具有较好的抗氧化和抗紫外吸收能力。本论文通过在尼龙6聚合阶段加入DNP,通过纺丝拉伸制得出具有抗老化能力的PA6/DNP工业丝,并对纤维的结构和性能进行了讨论,主要开展了以下几个方面的工作:(1)采用聚合的方法制得了PA6/DNP熔体切片。考察了不同比例的DNP对熔体粘度、流变性能、结晶性能的影响。结果表明,DNP的加入对熔体的粘度影响较小,使其复数粘度η*、储能模量G’、损耗模量G"出现了不同程度的上升,并引起了晶型的转变。(2)综合纺丝工艺,将0.5 wt.%作为合适的添加比例进行纺丝。讨论了DNP的添加对工业丝的结构与性能的影响。通过XRD发现晶粒尺寸变大,晶间距变化不大,结晶度上升;纤维的静态力学性能增加,力学稳定性减低;沸水收缩率和干热收缩率降低;热力学性能有了提高,动态力学性能变差。(3)将DNP与紫外吸收剂Seed复配,聚合制备了不同比例的PA6/DNP、PA6/DNP/Seed熔体切片,通过紫外吸收光谱分析抗紫外线性能。结果表明,DNP能增加尼龙6的抗紫外老化性能,与Seed复配后具有协同效应。(4)采用人工加速老化的方法考察了尼龙6工业丝的抗热氧老化能力。实验表明:PA6/DNP在高温环境下断裂强度明显增加,减少了脆性断裂,具有较好的抗热氧老化能力。通过红外光谱发现尼龙6工业丝老化后会生成含羰基的生色基团,运用阿累尼乌斯公式建立了两种工业丝的老化寿命模型,并模拟预测PA6和PA6/DNP工业丝在25℃时老化寿命分别为3.3年和6.8年。(5)通过实验室模拟不同的自然环境,研究了尼龙6工业丝的环境老化能力。通过力学性能和SEM分析发现,尼龙6工业丝具有较好的耐湿和耐中性环境的能力,不耐强碱,容易被强酸腐蚀。
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