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尼龙由于其优良的性能,在服装、家纺和产业用领域有着非常重要的地位。传统的尼龙原料主要是由石油发酵得到,但是石油资源不可再生,加上近年来,环保问题的突出,生物基尼龙材料成为受欢迎的材料。本文研究的生物基尼龙56由戊二胺和己二酸聚合而成,戊二胺由生物法发酵制取,其生物基含量为41%。已有研究表明,生物基尼龙56性能优良,是一种极具竞争力的尼龙类产品。其纤维不仅具有同尼龙6一样的力学性能和抗磨损性,还有带有自身优势的一些性能,如优良的吸湿性能和阻燃性能,良好的弹性回复性能和较好的染色性。从高聚物的角度来说,任何材料的性能都是由结构决定的,但是目前对于生物基尼龙56深入的结构研究还欠缺很多。基于此,论文开展了对生物基尼龙56晶体结构和相关性能的研究,以期为其工业化生产和推广提供依据和指导。论文主要研究内容及结果如下:1.利用差示扫描量热仪（DSC）对生物基尼龙56的结晶动力学进行了研究。研究表明,生物基尼龙56的结晶性能对降温速率和温度有强烈的依赖性。降温速率低于30℃/min,结晶放热峰呈单峰,但超过30℃/min,结晶放热峰呈双峰;等温结晶温度越高,球晶生长越慢且尺寸越大。同时,Jeriorny法研究得到的非等温主结晶期Avrami指数在3.44.2之间,Avrami方程得到的等温结晶Avrami指数在3左右,表明晶体生长方式为三维球状生长;Mo法较好地描述了生物基尼龙56的非等温结晶动力学。由Kissinger方程得出非等温结晶活化能为-191.05 k J/mol,由Arrhenius方程得出等温结晶活化能为-99.04k J/mol。另外,分析出生物基尼龙56的平衡熔点为Tm0为256℃。2.采用偏光显微镜对生物基尼龙56结晶时的晶体形态进行了研究。研究发现,等温和非等温条件下结晶均形成了放射状球晶结构。同常规尼龙66和尼龙6相比,生物基尼龙56的结晶速率更快,形成的球晶对称性更好,规整度更高,球晶尺寸更大。在温度200℃以上,晶体成核方式为异相成核,在较低温度下则倾向于均相成核。球晶生长速率与结晶时间的关系为线性,并随等温结晶温度的升高而减小。3.采用同步辐射广角X射线衍射技术（WAXD）对生物基尼龙56的晶体结构及升温过程和不同降温速率下的结晶过程进行了研究。研究发现常温下生物基尼龙56只在2θ=16.77°（晶面间距0.425nm）处出现一个强衍射峰,对应的晶型是γ晶型,隶属于六方晶系;在升温过程中,在220℃会发生Brill转变,经Brill转变后,形成假六方晶系,并且这种转变是可逆的;在降温过程中会发生晶型转变,同时随着降温速率的增加,晶面尺寸和结晶度均逐渐减小。4.利用动态热机械分析仪（DMA）对生物基尼龙56的动态热力学性能进行了研究。研究发现,从高温到低温会出现α转变、β转变、γ转变,对应的温度分别为Tα=60℃,Tβ=-30℃,Tγ=-114℃。α转变是分子链段发生运动的结果,主要是无定形区中被氢键结合着的酰胺基的运动;β转变主要对应羧基的运动;γ转变对应尼龙56主链上酰胺基之间的亚甲基-（CH2）n)-链节的曲柄运动。5.采用毛细管流变仪研究了生物基尼龙56的流变性能,结果表明,生物基尼龙56具有良好的流变性能。生物基尼龙56同其它高聚物流体一样,是假塑性流体,在300010000s-1剪切速率范围内,表现出切力变稀现象。表观粘度随温度升高而下降,粘流活化能随剪切速率增大而减小。