生物基聚酰胺510盐的制备及性能

文中以生物基戊二胺和生物基癸二酸2种单体替代石油基单体,选用无水乙醇或除氧水为成盐溶剂,制备了全生物基聚酰胺510(PA510)盐,分别对2种溶剂所制备的PA510盐进行测试对比,以红外光谱和核磁共振氢谱表征PA510盐的化学结构,用X射线衍射分析其癸二酸的残存含量,通过差示扫描量热、热重分析和偏光显微镜分析PA510盐的熔融温度及热分解行为,确定了PA510盐的预聚合温度范围。将2种溶剂所制备的PA510盐配置成浓度50%的盐-水溶液,在相同pH值和合成工艺条件下制备了PA510聚合物,并对聚合产物进行相对黏度和端基滴定测试。结果表明,2种溶剂所制备的PA510盐化学结构一致,熔点均为137℃,2种盐均可在150℃左右开始进行缩聚反应。2种PA510盐采用相同的聚合工艺,可制备相对黏度接近的聚合物PA510,因此选择用除氧水为成盐溶剂。

多功能生物基聚酰胺56复合纤维的制备与性能

以纳米ZnO(nano-ZnO)为改性粒子、生物基聚酰胺56(PA56)为基体,引入可纺性优良的尼龙6,采用两步成型熔融纺丝技术共混纺丝,制备了多功能生物基ZnO/PA56复合纤维。采用SEM、FTIR、XRD、DSC和TGA对ZnO/PA56复合纤维进行了表征,考察了nano-ZnO质量分数对ZnO/PA56复合纤维性能的影响。结果表明,nano-ZnO在PA56基体中分散均匀,两者以物理共混方式相容;nano-ZnO在ZnO/PA56复合纤维中异相成核,降低了其力学性能和热稳定性,提高了其结晶温度,与PA56相比,质量分数为0.5%、1.0%和2.0%的ZnO/PA56复合纤维(分别记为PA56-0.5、PA56-1.0和PA56-2.0)结晶温度提高了1.1~5.2℃;最大失重温度降低了88.94~98.52℃;断裂强度降至3.32、3.22和3.06 cN/dtex。nano-ZnO明显提升了复合纤维的抗菌性、导热性和抗紫外线能力。PA56-0.5对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均为100%,明显优于PA56对两者的25%和41%的抑制率。PA56-0.5、PA56-1.0、PA56-2.0在加热50 s时温度可达137.0、136.0和128.0℃,优于PA56的121.0℃。140h紫外光辐照后,PA56-0.5、PA56-1.0和PA56-2.0的断裂强度下降率分别为73.2%、73.3%和69.9%,低于PA56的断裂强度下降率(79.8%)。

全生物基聚酰胺510制备与FDY纺丝研究

采用一步成盐常压聚合法,实现了戊二胺、癸二酸直接制备聚酰胺510(PA510)。利用差示扫描量热仪、热重分析仪、接触角测量仪表征聚合物结构性能,通过熔融纺丝制备POY纤维,研究不同拉伸倍率下FDY纤维的力学性能。结果表明,“一锅法”制备的PA510树脂相对粘度可控、产物小分子含量低于0.3%,可满足纤维级树脂需求;树脂热分解起始温度高,在270℃下具有良好的相对粘度稳定性,有利于纤维加工;4000 m/min纺速下POY成纤性良好,随拉伸倍数增加断裂强度增加,拉伸倍数为1.5倍时,断裂强度可达6.00 cN/dtex,断裂伸长率仍可保留为17.4%,此时10%定伸长下弹性回复为97.0%,制备的PA510纤维具有优异的力学性能。

生物基聚酰胺及其纤维的最新技术进展

近年来,不断提升的公众环保意识以及对新型聚合材料的关注促进了来自于可再生资源的生物基聚合物技术的发展。本文以聚酰胺为对象,介绍了全球聚酰胺材料的发展现状,并对国内外在生物基PA6、PA66、长链聚酰胺及其制品方面的最新研究开发情况进行了较全面的介绍和分析。

Fulgar推出Q-GEO生物基聚酰胺纱线

意大利Fulgar公司宣布推出一种新型生物基聚酰胺纱线Q-GEO。该公司表示,该产品开辟了纤维领域的新视野,标志着其在不断寻找能够将天然纤维的优势与高科技纱线的先进性能相结合的材料方面迈出了重要一步。Q-GEO生物基聚酰胺纱线由46%的生物基聚酰胺制成,该生物基聚酰胺来自太老或不再适合营养用途的非食用玉米,由不适合粮食作物生产的土地上进行工业种植获得。

生物基聚酯与聚酰胺纤维的研发进展

为促进我国化纤行业转型升级与持续发展,对以生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚呋喃二甲酸乙二醇酯纤维、聚呋喃二甲酸丙二醇酯纤维,以及生物基聚酰胺56纤维为代表的生物基聚酯、聚酰胺纤维的国内外生产现状,市场需求、技术发展及趋势进行了综述,对全球生物基纤维专利的分布、各主要开发机构的专利战略及技术情况进行了梳理及剖析。在此基础上结合国内高分子材料产业实际,对我国生物基聚酯、聚酰胺纤维的发展建言应重点攻关生物基乙二醇、对苯二甲酸、己二胺等战略性生物基单体制备的核心技术,同时就重点任务和发展路径提出了建议。

生物基聚酰胺纤维混纺纱线及梭织面料的开发与生产工艺研究

基于100%生物基聚酰胺纤维和莱赛尔纤维的性能特点,开发一款手感柔软、色彩柔和、材料生态环保的春夏休闲服装面料。详细介绍了面料纺纱工艺、染整工艺及其技术要点,对生物基聚酰胺混纺面料的开发具有指导意义。

载银型生物基聚酰胺/聚乳酸纤维膜的抗菌性能

用熔融缩聚的方法合成生物基聚酰胺(BDI),然后通过静电纺丝技术制备不同浓度的载银型PLA/BDI/PLA 3层纤维膜,并通过水接触角测试、热重分析、扫描电镜、细胞毒性、体外降解、抑菌性等测试对纤维膜的结构与性能进行了详细研究。结果表明,载银型PLA/BDI/PLA 3层纤维膜直径均匀,聚乳酸(PLA)作为骨架层提高了复合膜的尺寸稳定性。该纤维膜具有较好的生物相容性和抑菌性能。银离子的添加并不影响聚合物本身的热稳定性,对纤维膜的降解影响也不大,但可以延长纤维膜的抑菌持久性。

生物基聚酰胺56纤维的热降解动力学及其热解产物

生物基聚酰胺56(PA56)纤维是由生物基1,5-戊二胺和石油基1,6-己二酸聚合制备而成的新型生物基材料。为探究生物基PA56纤维的热稳定性,分别在氮气氛围中测定其在不同升温速率下的热降解过程,并计算其热降解动力学参数,同时分析了生物基PA56纤维在热降解过程中的主要热降解气相产物。结果表明:生物基PA56纤维的热失重曲线及热降解动力学参数对升温速率具有显著依赖性,采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Coasts-Redfern法获得的生物基PA56纤维的活化能分别为235.00、217.23和232.18 kJ/mol,可推测其热降解机制为F1型,热降解过程中产生的主要气相产物为CO_(2)、环戊酮和1,5-戊二胺。

生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的应用研究进展

针对我国目前高度依赖进口石油和聚酰胺66主要原料己二胺被国外公司垄断的局面,顺应我国早日实现碳中和的战略目标,在简要回顾生物基聚酰胺发展历程的基础上,对生物基聚酰胺56纤维的特性作了详细描述,对其制备技术与应用领域的研究进展进行了综述。生物基聚酰胺56纤维具有良好的力学性能、吸湿性、柔软性、耐磨性、染色性、耐热性、耐化学性与阻燃性,适合应用于服装、家纺、产业用纺织品等领域,但生物基聚酰胺56纤维大规模推广还面临生物原料供给与成本控制、生产中能耗降低及副产物综合利用等问题,今后需要继续在生物基单体发酵与纯化、聚合、纺丝及应用等领域加大研发投入,不断降低生产成本,才能促进生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的大规模应用。

原位聚合生物基聚酰胺56-聚乙二醇复合物的制备及纤维成形

利用生物质原料研究可持续发展的聚合物及其制品已经成为学术界和产业界的热点。文中将聚乙二醇1000(PEG1000)进行端羧基改性,并与生物基聚酰胺56盐(PA56盐)和戊二胺共聚制备了不同PEG1000含量的PA56/PA56-co-PEG复合物。通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对复合物的分子结构进行了表征,通过四探针和接触角对聚合物膜的电阻率和亲水性进行了测定。将复合物进行熔融纺丝,研究了纤维的力学性能和保水性。结果表明,PA56/PA56-co-PEG复合物的热分解温度比PA56略有降低,但仍均远高于PA56的加工温度。并且复合物膜的电阻率达4×10^(4)Ω·cm,显示良好的抗静电性,加入18%PEG1000共聚后复合纤维的拉伸强度和断裂伸长率分别提高56.2%和100%,保水率提高了194.6%。

生物基聚酰胺510 POY纺丝成形工艺研究

以相对黏度2.5的生物基聚酰胺510(PA 510)为原料,通过高速纺丝制备PA 510预取向丝(POY),分析了PA 510的热性能,重点研究了PA 510切片干燥条件、纺丝温度、冷却条件、集束位置及卷绕速度对PA 510 POY纺丝成形稳定性的影响,并对PA 510 POY的力学性能进行表征。结果表明:PA 510的熔融峰值温度为217.3℃,PA 510的纺丝温度应高于218℃且低于其分解温度;在干燥温度80℃、干燥时间10 h的条件下,PA 510切片干燥后的含水率为265μg/g,满足纺丝工艺要求;控制纺丝温度252~254℃,侧吹风温度20℃、相对湿度大于等于85%、速度0.45 m/s,集束点距喷丝板距离900 mm,卷绕速度4300 m/min,纺丝稳定,卷绕成形好,制得的88 dtex/24 f PA 510 POY的断裂强度4.21 cN/dtex、断裂伸长率64.45%、条干不匀率1.01%。

生物基PA 56/PET共混纤维与混纤复合丝的制备及性能研究

以生物基聚酰胺56(PA 56)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,分别通过共混纺丝、网络混纤制备PA 56/PET共混纤维、PA 56/PET混纤复合丝,研究了不同PA 56含量的PA 56/PET共混纤维的成纤性能、力学性能及染色性能,以及不同网络压力下PA 56/PET混纤复合丝的染色效果及其织物风格。结果表明:在PET中添加PA 56共混纺丝,当PA 56质量分数为20%时,PA 56/PET共混纤维具有较好的力学性能及染色性能,纤维断裂强度4.2 cN/dtex、断裂伸长率25%、条干不匀率0.96%,采用分散染料染色后纤维织物染色均匀性达灰卡标准5.0级,且染色深度比纯PET纤维织物的深;将PET纤维与PA 56纤维按5050混纤,在网络压力0.08~0.30 MPa下混纤效果好,混纤复合丝断裂强度4.0~4.2 cN/dtex、断裂伸长率24%~25%、条干不匀率1.17%~1.44%,选择不同类型的染料染色后混纤复合丝具有同染异色、同浴异染的效果,其织物的染色均匀性在2.5~3.5级,呈现明显的异彩条纹风格。

埃万特推出Nymax^(TM) BIO低吸水率和生物基聚酰胺配方

埃万特推出全新Nymax^(TM) BIO配方,这是一种生物基聚酰胺系列材料,可帮助客户实现可持续发展目标。目前,市面上许多生物源聚酰胺材料的吸水率都不能满足要求,而新材料的问世则化解了这一难题。Nymax BIO材料有玻璃纤维填充和无填充两种配方,内含16%~47%可再生植物(玉米、秸秆或小麦)制成的天然填充物。事实证明,可再生植物原料的碳足迹值要远低于常用的石油原料。

全生物基PA 510纤维的制备及其高温加速热氧老化研究

以全生物基聚酰胺510(PA 510)切片为原料,经过干燥后以3000 m/min的纺速熔融纺丝制备PA 510预取向丝(POY),并对纤维进行高温加速热氧老化处理,研究了纤维热氧老化前后结构与性能的变化。结果表明:PA 510纤维在热氧化过程中分子链发生断裂,产生了己内酰胺、酸类、酯类等结构而使其发黄变脆;在一定热氧老化温度下,随着热氧老化时间的延长,PA 510纤维的蓝黄值(b^(*))逐渐增大,且热氧老化温度越高,b^(*)的上升速率越快;PA 510纤维在195℃下热氧老化10 min后,熔点从216℃降低至212℃,相对黏度从2.62下降至1.41,断裂强度从3.25 cN/dtex下降至0.75 cN/dtex,断裂伸长率从112%下降至5%;PA 510纤维的相对黏度下降至2.34时会达到临界脆化点;通过时间-温度叠加分析建立相对黏度和b^(*)之间的关系,可以利用b^(*)快速检测纤维的脆化情况。

埃万特推出Nymax^(TM) BIO低吸水率和生物基聚酰胺配方

3月16日,埃万特推出全新Nymax^(TM)BIO配方,这是一种生物基聚酰胺系列材料,可帮助客户实现可持续发展目标。目前,市面上许多生物源聚酰胺材料的吸水率都不能满足要求,而新材料的问世则化解了这一难题。Nymax^(TM)BIO材料有玻璃纤维填充和无填充两种配方,内含16%~47%可再生植物(玉米、秸秆或小麦)制成的天然填充物。

碳纤维和玻璃纤维混杂增强生物基PA56复合材料制备及性能

通过双螺杆挤出机连续进纤的方式制备出碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混杂增强生物基PA56复合材料(生物基PA56/CF/GF),研究分析CF与GF不同混杂比对其结构和性能的影响。研究结果表明,所制备的复合材料密度均低于1.5 g/cm^(3),CF与GF纤维在复合体系中与生物基PA56充分黏结在一起;不同混杂比纤维的加入,复合材料的力学性能与纯PA56相比显著提高,当CF与GF体积分数为2∶1混杂时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为182.2 MPa,是纯生物基PA56的1.48倍;弯曲强度为252.2 MPa,弯曲弹性模量达到13 052 MPa,是纯生物基PA56的1.78倍和3.58倍;缺口冲击强度可以达到9.3 kJ/m^(2),是纯生物基PA56的2.1倍;复合材料的热分解温度略有升高。该复合材料密度低、力学性能优良、热性能稳定,完全符合以塑代钢的绿色理念。综合分析,该复合材料有着较高的附加值,可以应用在风力发电叶片等领域。

含呋喃环生物基芳香聚酰胺纤维的制备与性能

首先通过生物基来源的呋喃二甲酰氯(FDCl)和3,4-二氨基二苯醚(ODA)低温溶液缩聚制备了含呋喃环的芳香聚酰胺树脂溶液(f-resin),采用干喷湿纺得到含呋喃环的芳香聚酰胺纤维(f-fiber)。采用扫描电镜和X射线衍射对f-fiber的表面形貌与聚集态结构进行了分析。结果表明,f-resin的可纺性良好,所得f-fiber粗细均匀,表面光滑,结晶度可达41%以上。就其力学性能、热稳定性、阻燃性与间位芳纶(m-fiber)进行了对比研究,所得f-fiber力学性能、耐热性与阻燃性能优异,略低于间位芳纶,且其原材料来源于生物质,属于环境友好、可持续发展材料,具有广阔的发展前景。

功能性聚酰胺纤维技术研究新进展

详述了功能性聚酰胺纤维的各种改性技术及其研究进展,介绍了“十四五”期间聚酰胺纤维的相关政策,并对功能性聚酰胺纤维今后的发展提出建议。功能性聚酰胺纤维的制备技术主要包括物理改性、化学改性和生物基聚酰胺技术,其中物理改性主要有共混法、复合纺丝法、纤维截面异形化及静电纺丝技术,化学改性主要有共聚法、原位聚合法及表面化学改性,生物基聚酰胺技术主要是开发具有自主知识产权的生物基聚酰胺56纤维。“十四五”期间关于聚酰胺纤维需要重点突破的关键技术有聚酰胺6熔体直纺技术、高品质差别化纤维技术、生物基聚酰胺纤维规模化生产技术等。功能性聚酰胺纤维未来的发展应向着绿色化和可循环再生方向发展,重点在研发多功能复合型聚酰胺纤维,突破生物基聚酰胺56大容量连续聚合及熔体直纺关键技术,加快实现静电纺丝功能性聚酰胺纤维产业化。

玻璃纤维增强生物基PA10T复合材料的制备及性能研究

由癸二胺和对苯二甲酸缩聚而成的新型生物基半芳香族聚酰胺材料--聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T),其生物基质量分数为40%~60%,碳排放优势明显,可以满足可持续发展需要。以PA10T作为基体树脂,玻璃纤维(GF)作为增强材料,通过熔融挤出法制备了一系列GF增强PA10T复合材料,并对材料的力学性能进行了研究。结果表明:随着GF增强体含量的逐渐增加,所制备的GF增强PA10T复合材料的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度均逐渐增加。当GF增强体的添加质量分数为35%时,所制备的PA10T复合材料(PA10T-GF35)的拉伸强度为194.8 MPa,弯曲模量为10246.8 MPa,缺口冲击强度为8.8 kJ/m^(2)。此外,对PA10T-GF35复合材料的非等温结晶性能、耐冷冻液性能和加工性能进行了相关研究,结果表明:相较于聚酰胺66(PA66)和聚对苯二甲酰己二胺/聚酰胺66共聚物(PA6T/66),PA10T作为基体树脂所制备的PA10T-GF35复合材料展现出更好的耐冷冻液性能;同时,添加CYD-819可以明显改善PA10T复合材料的加工流动性能。