高性能化是高分子材料科学发展的一个重要方向,在纤维领域,高性能纤维一直是人们热衷的研究课题。尼龙是典型的结晶性高聚物,其很多性能均较聚酯纤维性能佳,应用领域广泛,因此很多研究者对尼龙6的改性进行了深入的探索。其中一个重要的方法是希望通过提高纤维的拉伸倍数从而改善纤维的力学性能。但是很多研究者大都得到纤维的拉伸倍数不高,因而不能得到力学性能优良的尼龙6纤维。这主要是因为尼龙分子链间相邻的酰胺基团定向形成氢键,分子间作用力大,分子链排列规整,导致其很容易形成结晶,不利于高倍拉伸。有文献称通过Li+与酰胺基团相互作用,打开大分子间的氢键,从而有利于纤维的高倍拉伸,提高纤维的力学性能。用LiCl改性尼龙6的方法已有相关报道,如采用双螺杆挤出机制备LiCl添加剂母粒,再将该母粒与尼龙6切片混合进行熔融纺丝的方法制备出了性能较好的尼龙6纤维。但是这种制备方法工艺复杂,要消耗大量的能量,且LiCl为强吸水剂,暴露在空气中极易吸水,利用螺杆共混挤出的方法没有考虑氯化锂等微粒添加过程中吸水的问题,共混后需经长时间高温真空干燥除去混合料中的水分,且干燥后的切片不易久放。若通过加入LiCl来改善纤维性能,必须解决这个严重的问题。为了提高PA6纤维的牵伸倍数,从而提高纤维的力学性能,本课题以LiCl作为氢键抑制剂,用高速共混的方法将不同配比的LiCl均匀分布、包粘在尼龙6切片表层内,以防止LiCl吸水。然后进行干燥和熔融纺丝并进行热牵伸,之后再用热水洗去纤维中的LiCl及尼龙单体,制备出力学性能优良的PA6纤维。研究了不同配比LiCl对PA6切片的热性能、流变性能及结晶度的影响；探索了熔融纺丝及热牵伸工艺对LiCl改性PA6纤维的结晶性能、取向结构、热性能及力学性能的影响,并对PA6纤维沸水处理后力学性能及晶型转变情况进行了探讨。DSC和熔融指数测试表明,高速共混包粘LiCl改性PA6切片的熔点、结晶度和结晶温度均随LiCl含量的增加而逐渐降低,熔体的粘度增加。FTIR测试结果表明,出现上述实验结果的原因,可能是锂离子与尼龙6的分子链形成了六元环结构,破坏了尼龙6分子链间的氢键及原有的规整排列。用毛细管流变仪研究了不同配比LiCl/PA6的表观黏度随剪切速率变化情况,均表现出“剪切变稀”的现象。非牛顿指数在0.811-0.846之间,随LiCl含量的增加,熔体的非牛顿指数降低。非等温结晶动力学研究表明,纤维的起始结晶温度和结晶峰温度随着降温速率的增加而降低,存在二次结晶过程。并且加入0.5%LiCl后的PA6的起始结晶温度、结晶峰温度及结晶度均比纯PA6的低。Ozawa理论并不适用于处理PA6的非等温结晶过程。莫志深理论能够很好的描述PA6的非等温结晶过程,F(T)随相对结晶度的增加而增大。DSC、TGA、SEM、声速及力学性能测试结果表明,当LiCl含量为0.5%时,初生纤维的分子链沿纤维轴向取向度最大,纤维表面光滑,可牵伸倍数高,耐热性和力学性能最好。通过纺丝试验确定纺丝速度为800m/min,热牵伸的热盘温度为60℃,热板温度为120℃时,牵伸倍数高达4.8倍。此时纤维直径为14.65μm,结晶度为37.22%,断裂强度为5.3cN/dtex,断裂伸长率为5.8%,较未加样品断裂强度提高了112%,断裂伸长率降低了74.6%,综合力学性能最好。通过DSC、FTIR及力学测试可知,随着水洗时间的延长,游离的LiCl被热水迁移出,拉伸过程中部分尚未被破坏的络合作用也逐渐被拆除,大分子链间又重新形成氢键,纤维的熔融温度、熔融焓逐渐升高,结晶度增加；断裂强度提高,断裂伸长率降低。牵伸至4.8倍的0.5%LiCl/PA6纤维,水洗之后断裂强度达到5.8cN/dtex,断裂伸长率为5.0%,较水洗之前断裂强度提高了8.6%,断裂伸长率降低了13.8%,综合力学性能有所改善。但水洗时间过长也不好,最佳水洗时间为1h。沸水热处理后纤维的晶型发生了变化,说明在纤维的纺丝加工过程中除了出现γ晶型外,还出现了一种亚稳态的β晶型,这种晶型经沸水处理可以转变为稳定的α晶型。