尼龙6/无机纳米复合材料的制备与纺丝研究

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该文采用原位聚合法,以已内酰胺为单体,无机纳米粒子为分散相组分,H<,2>O为反应开环剂,6-氨基已酸为催化剂,制备了尼龙6/无机纳米粒子复合材料.通过控制聚合温度、聚合时间、催化剂用量和开环剂用量等工艺条件,得到了满足成纤聚合物要求的产物.并通过扫描电镜(SEM)对粒子在尼龙6基体中的分散情况进行了表征.研究了添加纳米粒子后对尼龙6结晶性能的影响,此外对其进行了初步的纺丝研究.该文还摸索了尼龙切片与纳米粒子直接共混纺丝的工艺条件,并证明其具有较好的可纺性.该文选用手动牵伸与平牵机牵伸两种方式对初生纤维进行了后牵伸,得到了具有一定强度、模量的拉伸纤维.并讨论了偶联剂用量和纳米粉体用量的影响,有关纺丝温度,纺丝速度,拉伸温度及拉伸倍数对纤维强度的影响也做了初步探讨.还研究了纳米二氧化硅对尼龙纤维耐热性的影响.结果表明添加比例为3%及以下时,纳米二氧化硅均匀分散在尼龙6基体中;经偶联剂处理比未处理的分散更均匀;与未经过硅烷偶联剂进行表面改性的纳米粒子相比,表面改性后的纳米粒子对纤维断裂强度明显改善,偶联剂用量3%出现最大值7.3Cn/dtex超过尼龙6纤维大约35%.二氧化硅的最佳用量为0.1%,最佳纺丝温度为270℃;在140℃拉伸5倍.实验表明,该文所选用的添加无机纳米粒子改善尼龙6纤维力学性能是可实现的,但是由于纳米粒子的团聚不可完全避免,成为易断裂点,从而一定程度上影响了纤维强度的提高.仍需进一步改进其制备、纺丝及拉伸等工艺条件.
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