生物基长碳链尼龙纤维的制备及结构性能研究

第一章绪论 (1)

1.1长碳链尼龙概述 (1)

1.2尼龙的结构与性质 (2)

1.3生物基长碳链尼龙单体的制备 (4)

1.4长碳链尼龙的研究现状 (6)

1.5研究意义和内容 (7)

第二章生物基长碳链尼龙的结构与性能研究 (9)

2.1前言 (9)

2.2实验部分 (9)

2.3结果与讨论 (10)

2.4本章小结 (17)

第三章生物基长碳链尼龙的非等温结晶动力学研究 (19)

3.1前言 (19)

3.2实验部分 (19)

3.3结果与讨论 (20)

3.4本章小结 (31)

第四章长碳链尼龙纤维的制备及其结构性能 (32)

4.1前言 (32)

4.2长碳链尼龙纤维的制备及可纺性研究 (32)

4.3纤维结构与性能的测试 (35)

4.4结果与讨论 (37)

4.5本章小结 (45)

第五章长碳链尼龙织物基本性能、KES风格测试及评价 (47)

5.1织物规格 (47)

5.2测试指标、参照标准 (47)

5.3手感风格测试与评价 (48)

5.4本章小结 (56)

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第六章结论与展望 (57)

6.1结论 (57)

6.2研究展望 (58)

参考文献 (59)

攻读硕士期间的科研成果 (64)

致谢 (65)

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第一章绪论

1.1长碳链尼龙概述

尼龙(Nylon)又称聚酰胺，是大分子主链的重复单元中含有酰胺基团(-NHCO-)的一类高聚物的统称，英文简称PA，可分为脂肪族聚酰胺、脂肪-芳香族聚酰胺

和芳香族聚酰胺三类[1]。在国内外作为一种热塑性工程塑料被广泛应用。尼龙有

多种优异性能，如高韧性、耐磨抗冲击、耐疲劳、耐化学试剂、自润滑性、低摩

擦系数等。目前尼龙多用于制作各种工程塑料制件，纺织服装用纤维，也有部分

应用于薄膜，涂料和粘合剂等领域，多种多样的性能决定了尼龙广泛的用途，因

此在工程塑料中一直处于遥遥领先的地位，其需求量仍居高不下，在五大工程塑

料(尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯)中排第一位，现

在世界年消费量已超过160万吨[2]。聚酰胺的种类繁多，包含短碳链尼龙66、尼

龙6及长碳链尼龙11、尼龙12、尼龙610等五大品种，另外，还有使用较少的

尼龙4、尼龙8、尼龙9、MC尼龙、部分偶偶型尼龙1010、尼龙1212、尼龙810，

聚芳酰胺及各种共聚改性尼龙。其中，用量最大的为普通尼龙6和尼龙66，在

聚酰胺总消费量中约占90%[3]。美国、西欧和日本这三个地区的尼龙发展速度最

快，其尼龙工程塑料的消费量已超过世界总消费量的一半，约为70%[4]。在美国，

聚酰胺的生产仍以尼龙66为主，占53%，尼龙6次之，占33%，而尼龙11和

尼龙12共占14%。近年来尼龙薄膜飞速发展，用量已占据了聚酰胺总产量的50%。

欧洲聚酰胺的生产主要集中在德国，应用于汽车制造业等领域。日本的聚酰胺中

尼龙6占主导地位，约占其聚酰胺总产量的54% [5,6]。

长碳链尼龙一般是指分子中碳链长度在10以上的尼龙。长碳链尼龙除具备一般尼龙的大多数通用性如耐磨抗压、润滑性、耐溶剂性和易加工性等，还具备

吸水率低、尺寸稳定性好、高韧性及柔软性、优异的电性能和耐磨损性等独特的

性能。尼龙分子中极性酰胺基团与水具有很强的亲合力，因而吸水率较高，而长

碳链尼龙分子中酰胺基浓度较普通尼龙小，因此吸收率较低，如尼龙12的吸水

率仅为0.25%，是尼龙6的1/7。由于长碳链尼龙较低的吸水率使其力学性能稳

定，即使在潮湿的环境下仍可以保持较高的韧性和硬度。长碳链尼龙具有高韧性

及柔软性，是因为分子中具有可自由伸展和旋转的次甲基长链，使其在很低的温

度下仍可保持较高的冲击韧性和柔软性，因而可制作耐寒部件及柔软制品。长碳

链尼龙摩耗量小，在相同条件下，尼龙11、尼龙12、尼龙6、尼龙66的摩耗量

分别为9.9mg、8.2mg、35.0mg、27.0mg[7]。长碳链尼龙具有独特的长碳链结构

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