超支化聚合物改性聚酰胺纤维的研究

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聚酰胺(PA-6)由于具有冲击韧性好、拉伸强度高、耐磨、电气性能和自润滑性等优良综合性能,而被广泛应用于服装、包装、汽车、家用电器和光纤通讯等行业,但聚酰胺和水分子之间容易形成氢键,所以在高温下容易产生热降解。而且其熔体粘度大,使得加工成型温度过高,从而引起了热降解及力学性能的下降,使其应用范围受到了限制。超支化聚合物是一类的具有特殊性质的聚合物,它是大分子科学中一个新崛起而快速发展的分支,是具有三维的椭球状的立体结构的高度支化的聚合物。具有低粘度、高溶解性、高流变性及大量活性末端官能团等许多优良性能。根据超支化聚合物的独特性能,在线性聚合物中引入超支化聚合物进行共混形成共混体系,可以改善线性聚合物的性能,使其应用领域得到突破。本文采用“一步”熔融缩聚反应的合成方法,用AB2型单体制备了一种新型的芳香族超支化聚酰胺,对其进行了表征,并在PA-6中引入合成的超支化聚酰胺进行共混形成共混体系,讨论了超支化聚酰胺的加入对共混体系性能的影响。本研究具体方法如下:(1)以5-氨基间苯二甲酸(C8H7NO4)为单体,亚磷酸三苯酯(C18H15O3P)为缩合剂,通过一步熔融缩聚合成反应,制备了超支化聚酰胺,并对实验条件对产物的影响进行了讨论;(2)对合成的超支化聚酰胺的红外光谱进行了分析;表征了超支化聚酰胺。(3)对合成的超支化聚酰胺的特性粘度进行了分析,讨论了反应条件对超支化聚酰胺的特性粘度的影响;(4)按比例在PA-6中引入合成的超支化聚酰胺,并进行熔融共混制备共混物及共混纤维;(5)对共混物及共混纤维的性能进行分析测试,研究超支化聚酰胺对共混物及共混纤维性能的影响。研究结果表明:随着反应时间和反应温度的增加产物的特性粘度也随着增加;形成共混体系后细化结晶,结构变化;共混体系为典型的非牛顿性假塑性流体,其表观粘度随着剪切速率的增大而减小,随着超支化聚酰胺含量增大,非牛顿流动指数降低,剪切速率上升,加工温度下降;共混物黏流活化能随着超支化聚酰胺含量的增大而增大,流变性能变好;加入1%的超支化聚酰胺使PA-6断裂强度略有降低,增大超支化聚酰胺的百分含量则有明显降低;共混体系相容性较好,共混物的玻璃化温度下降,共混物的柔性增加,共混物体系的阻尼性能比纯聚酰胺的有所增强,而且随着超支化聚酰胺含量的增加阻尼性能增强,共混物的冲击强度提高,韧性增强;共混体系的热稳定性较好;共混纤维的染色性和吸湿性随着超支化聚酰胺含量的增加而增强。
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