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在聚酰胺6(PA6)基体中加入聚偏二氟乙烯(PVDF)及高分子改性剂线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐(LLDPE-MAH),制备出力学性能优异,具有良好光、热稳定性能的锦纶6共混纤维。探讨PA6/PVDF共混纤维的纺丝工艺,考察PVDF对PA6结构及性能影响,研究高分子改性剂LLDPE-MAH对PA6/PVDF共混体系的改性及性能影响,为进一步扩大PA6的加工及应用提供理论指导,同时也为以特种材料改性通用材料的研究提供一定的基础数据。
本研究利用熔融纺丝机制备了新型PA6/PVDF共混纤维,纺丝温度随PVDF含量的增加而降低,在本实验条件下的最佳纺丝工艺为:喷丝头拉伸比为1.98倍;喷丝板孔数为90孔;后拉伸比为4.5倍;热定型温度140℃,时间为30min时,制得的共混纤维性能最佳。
探讨了PVDF用量对共混纤维性能及形态结构的影响。结果表明,当PVDF用量为20份时,共混纤维的综合性能最佳,拉伸强度和模量分别比纯PA6纤维提高了19.44%和111.39%,紫外老化性能比PA6纤维提高了一倍,热老化性能提高了62.5%。SEM图像显示,在PA6/PVDF共混纤维中,PVDF是以微纤状态分散于PA6基体中,对体系起到增强作用,并提高了体系的综合性能。但随PVDF含量的增加,分散相PVDF出现团聚,可导致体系的性能变差。
考察了高分子改性剂LLDPE-MAH作为增容剂对共混体系性能的影响。高分子改性剂的加入对PA6/PVDF共混体系的界面相容性有一定的改善,当LLDPE-MAH用量为1份时,效果最为明显,此时PA6/PVDF共混体系的性能最佳,拉伸强度比无添加改性剂体系提高了8.47%;比纯PA6增加了29.56%;紫外老化性能比无相容剂的体系有所提高;热老化性能则提高了84.6%,比纯PA6纤维提高了2倍,明显地改善了PA6的老化性能。
利用DSC和WAXD对共混物的结晶性能进行了研究,结果表明:Jeziorny法和R-t法能较好地描述PA6/PVDF共混纤维的非等温结晶动力学过程。而Ozawa法并不适合。由于PVDF的粘度大,且PVDF中的氟原子能与PA6的酰胺键形成氢键,阻碍了PA6分子链在结晶过程中的运动,导致共混纤维的结晶温度和结晶速率比纯PA6纤维低,半结晶时间、结晶活化能比PA6大,且随着PVDF含量的增加,此趋势更为明显。