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凝固浴温度对超高相对分子质量聚酰胺6冻胶纺纤维结构和性能的影响


橡 胶 工 业  2 0 1 4年 第 6 1卷  凝 固浴 温 度对 超 高相 对 分 子 质 量 聚 酰胺 6   冻胶 纺 纤维 结构 和 性 能 的影 响  张慧敏 , 史超 明 , 贾清秀  ( 北 京服 装 学 院 北 京 市 服装 材 料研 究 开发 与 评 价 重 点 实 验 室 , 北 京  1 0 0 0 2 9 )   摘 要: 以氯 化 钙 为 络 合 剂 , 采 用 冻 胶纺 丝 技 术 制 备 超 高 相 对 分 子 质 量 ( UHMW ) 聚酰胺 ( P A) 6纤 维 , 重 点 研 究 凝  固 浴 温度 对 UHMW  P A6冻 胶 纺 纤 维结 构 和性 能 的 影 响 , 以期获得高强高模 P A6纤 维 。试 验 结 果 表 明 : 在 较 低 凝 固  浴温度( 4 ~8℃ ) 下 得 到 的 纤 维表 面较 为 光 滑 ; 凝固浴温度越低 , 分子 间排列越规整 , 取 向度 越 好 , 成 品 丝 条 的 双 折 射  率越高 , 越 易形 成 a晶 型 , 结 晶度 越 高 , 所 得 纤 维 的 强 度 和 模量 也 较大 。综 合 考 虑 力 学 性 能 测 试 结 果 和室 温 的影 响 , 凝  固 浴 温 度 选 为 8℃ 。   关键词 : 超 高相 对 分 子 质 量 聚 酰 胺 6 ; 氯化钙; 冻胶 纺 丝 ; 凝 固浴 温 度  中图分类号: TQ3 3 0 . 3 8  9 ; TQ3 4 0 . 6 4   文献标志码 : A   文章编号: 1 0 0 0   8 9 0 X( 2 0 1 4 ) 0 3 — 0 1 3 8 — 0 5   聚酰胺 ( P A) 6大分子 同聚乙烯 ( P E ) 、 聚 乙烯  醇( P VA) 一样呈 平面锯齿 结构 , 为 柔 性 链 大 分  子, 易结晶, 耐磨 、 易染 色 。P A6理论 模 量 达 2 6 3   G P a 『 1 ] , 理论 强度 可达 拉伸模 量 的 1 / l o , 具 有成 为  高性 能纤 维 的 良好 条 件 。然 而 , 采 用 常规 拉 伸 法  加工 P A6只能得 到最 大牵 伸 比约 为 5的纤 维 , 远  低于 P E纤 维 。普 通 P A6纤 维 典 型 模 量 为 4 ~5   GP a l 2 ] , 这 是 由于 聚 酰 胺 分 子 结 晶 区 和 无 定 形 区  的未 取 向初生 纤维 , 冻胶 纺丝 法不 仅满 足该条 件 ,   而且 其热 拉伸 工 艺 具有 较 大 的温 度梯 度 , 可 大量  除 去溶剂 和减 小 自 由体 积 , 使 冻 胶 纤 维 内 的 大分  子链 缠结 网络 结 构 转 变 为高 度 取 向、 充 分 伸 直 的  结 晶结 构 , 以接 近 理 论 强度 ] 。 目前 已 有 多种 高  性 能纤维 , 如P E 、 聚 丙烯腈 、 P V A 等柔 性链 大分 子  的冻 胶纺 丝技 术 实现 了工业 化[ 5 书 ] 。但 与 P A6冻  胶 纺丝 技术 相关 的研究 较 少 , 因此有 必 要 对 P A6   冻胶纺 丝技 术 、 特别 是 后 续 纺 丝 加工 方 面 详 加研  究 。本 工 作 主 要 针 对 P A6 / 氯 化 钙/ 甲酸 冻 胶 体  系, 研 究凝 固浴 温度对 纤维 结构 和性 能 的影 响 。   1   实 验  内的氢键 均 阻碍 链 的滑 动 , 从

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