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线性聚酰胺俗称尼龙,是非常重要的工程材料,它模量高、强度和韧性高、熔融温度高、良好的热稳定性、耐磨损等特有性质使其本身或与其他聚合物结合,应用于工程塑料、纤维和薄膜领域。然而,众所周知,许多常用的聚酰胺比如尼龙6和尼龙66是由石油化学法生产的。因此,生物衍生化学品作为环境友好型材料有巨大的潜能去替代日渐耗尽的化石原料。在尼龙56的合成过程中,赖氨酸经生物工程改造得到1,5-戊二胺,部分或全部使用1,5-戊二胺可以制得生物基尼龙。而且,尼龙56纤维具有高吸水性、良好的耐磨性和机械性能,有望在纺织行业替代传统的尼龙6和尼龙66。然而,目前没有这种纤维制备和表征方面的研究报告。本研究中,我们选用L-赖氨酸经脱羧得到1,5-戊二胺,然后与己二酸聚合制得的尼龙56(PA56)颗粒作为研究对象,这种PA56颗粒具有良好的加工性能,研究了其结构、热降解的动力学参数、流变性能和非等温结晶行为,为确定纺丝方式及探究优化PA56纤维的制备过程提供理论依据。通过熔融纺丝方法已经成功纺出了尼龙56(PA56)纤维。评估了纺丝条件对结晶形态、分子取向、力学性能、吸湿性、可染性和耐磨性的影响。此外,对相同条件下制备的PA56纤维和尼龙6纤维的性质进行了比较。根据DSC、TGA和MFI测试结果,2号样品的PA56分子量适中,因其具有优异的加工、机械和热力学性能而作为纺丝原料。PA56-2的熔融温度即熔融峰的最高点对应的温度以及热降解温度分别为252.7℃和452.8℃。根据TGA实验,PA56的热降解在氮气氛围下为一步反应。随着加热速率的增加,讲解温度和DTG峰值温度逐渐升高。通过Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法研究了PA56的热降解动力学参数。结果表明:Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到的活化能(E)分别为202.79kJ/mol and207.43kJ/mol。Coats-Redfern法得到的结果证明PA56的热降解过程由固态直接转变到相界反应(R2),可能为圆柱对称性减速曲线,积分形式为g(α)=1-(1-α)1/2。使用平板流变仪测试了尼龙56的流变性能。探究了温度对储能模量、损耗模量和复数粘度的影响。结果表明:PA56的复数粘度、储能模量和损耗模量随温度的升高而降低。特别注意的是PA56的复数粘度几乎不变,表现出牛顿流体的特性。通过DSC研究了尼龙56在不同冷却速率下的非等温结晶行为,并用Jeziorny改进后的Avrami模型、Ozawa模型以及Avrami-Ozawa结合法进一步分析其结晶动力学。结果表明Jeziorny改进后的Avrami模型只能描述PA56的非等温结晶动力学的初始阶段。由于Ozawa错误的理论假设,该模型不能充分地描述非等温结晶动力学。然而,Avrami-Ozawa结合法能够很好地描述PA56的非等温结晶行为。根据Kissinger法确定其非等温结晶的活动能为189.49kJ/mol。为进一步阐明研究的概念和客观性,我们将PA56熔融纺丝并成功制得纤维。DSC测试结果表明,虽然随着牵伸比和温度的升高融化热有所升高,但熔融温度没有特别大的变化。这可能是由于存在晶体缺陷和小尺寸晶体所导致。WAXD测试结果表明:PA56纤维的结晶度和晶粒大小与牵伸比及温度成正比。这可能是由于分子链和相邻晶体以及无定形区的微晶从无规状态变得越来越紧密。如预期一样,取向因子随牵伸比的增加而增大。随着牵伸比和温度的升高,纤维的强度和杨氏模量随之增大而断裂伸长率下降。当牵伸比为3.5、牵伸温度为70/130℃时,纤维有最大的强度和杨氏模量,分别为2.7cN/dtex and28.4cN/dtex。机械性能的提高是由于沿纤维轴向分子取向增大使得晶体结构更加有序,结晶度更高。不同的牵伸比下,PA56纤维相较于PA6纤维表现出了更高的回潮率。这可能由于聚合物骨架上的酰胺基的存在导致,使得PA56纤维的回潮率高于PA6纤维。根据染浴吸尽率、色彩强度和耐洗性分析PA56纤维的染色性能,发现PA56纤维与传统的尼龙6具有相同的染色性。然而,对于相近的羊毛、尼龙和乙酸纤维,PA56纤维表现出中度/欠佳的耐洗性。耐磨性实验表明:PA56纤维和PA6的抗磨损性相同。尼龙56纤维是一种有前景的纤维产品,并且上述结果能帮助我们优化生产工艺。