Synthesis,Characterization and Water Absorption Analysis of Highly Hygroscopic Bio-based Co-polyamides 56/66

This study aims to develop highly hygroscopic bio-based co-polyamides(CPs)by melt co-polycondensation of polyamide(PA)56 salt and PA66 salt with varying molar fractions.The functional groups and the chemical structure of the prepared samples were determined by Fourier transform infrared(FTIR)spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance(^(1)H-NMR)spectroscopy.The relative viscosity was determined with an Ubbelohde viscometer.The melting behavior and the thermal stability of CPs were investigated by differential scanning calorimetry(DSC)and thermogravimetric analysis(TGA).Furthermore,the water absorption behavior of CP hot-pressed film was studied.The results reveal that the melting point,the crystallization temperature and the crystallinity of CPs firstly decrease and then increase with the molar fraction of PA66 in CPs.The copolymerization of PA56 with PA66 leads to an obvious increase in water absorption.The CPs with PA66 molar fraction of 50%possess a high saturated water absorption rate of 17.6%,compared to 11.6%for pure PA56 and 7.8%for pure PA66.

聚酰胺弹性体对生物基聚酰胺56和聚酰胺66共混物的增韧改性及其发泡行为研究

采用聚酰胺弹性体MH2030对生物基聚酰胺56/聚酰胺66(PA56/PA66)混合物进行增韧改性,并采用超临界CO_(2)间歇发泡技术制备了一系列不同的生物基PA56泡沫。研究了MH2030含量对PA56/PA66结晶性能、流变性能、力学性能及发泡性能的影响。结果表明,MH2030的加入提高了PA56/PA66材料的黏弹性和发泡性能,使结晶峰向高温方向移动,可能作为了体系的成核剂促进了结晶。MH2030使PA56/PA66材料的韧性增加、刚性降低,在添加20%(质量分数,下同)时材料的抗冲击强度最高,比未增韧时提高了30.4%。对MH2030增韧的PA56/PA66样品进行发泡及泡沫压缩测试,在MH2030含量为10%时,基于其较高的泡孔密度和较好的基体力学性能,得到了具有较小泡孔尺寸(19.24μm)和较高压缩强度(0.71 MPa)的微孔泡沫,比未增韧PA56泡沫的压缩强度高29.1%。

生物基聚酰胺56材料的研究进展

生物基聚酰胺56是以生物基戊二胺和石油基己二酸为原料得到的一种新型的极具发展前景的生物基聚酰胺材料。本文分析了生物基聚酰胺56的结构特点所带来的性能优势,其物理性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐热性、吸湿性、柔软性以及染色性等都很优异。本文介绍了生物基聚酰胺56在工程塑料、纤维、纳米纤维膜等领域的应用,总结了目前国内生物基聚酰胺56的产业化现状,指出目前生物基聚酰胺56在研发及产业化过程中需要解决的问题,包括原料的稳定供应,聚合与纺丝工艺突破、生产过程节能减排、建立统一的产品检测评价标准等。

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。

生物基聚酰胺56浸胶帘线的性能评价及应用进展

对生物基聚酰胺56(PA56)浸胶帘线的性能进行研究,并对其应用情况进行介绍。结果表明:PA56浸胶帘线具有较好的耐热性能、耐疲劳性能、粘合性能和动态力学性能;采用PA56浸胶帘线用作半钢子午线轮胎冠带层增强材料,生产从Q级到Y级的轮胎性能达到了采用传统石油基聚酰胺66浸胶帘线生产的轮胎水平,且具有降低碳排放的作用。

Ca^(2+)络合作用对生物基PA56纤维结构与性能的影响

为探究络合作用对生物基聚酰胺5 6 (PA5 6)纤维结构与性能的影响,以氯化钙为络合剂对PA56纤维进行络合改性,研究氯化钙在不同溶剂(水和乙醇)中对生物基PA56纤维结构与性能的影响。结果表明,经氯化钙溶液处理后,生物基PA56纤维的N—H和C=O的伸缩振动峰位置发生红移,酰胺Ⅱ带发生蓝移;纤维的熔点、结晶度和结晶能力下降,但晶型未发生变化;与水的接触角减小、断裂强度和断裂伸长率下降,纤维表面变得粗糙。相比氯化钙水溶液处理的效果,经氯化钙乙醇溶液处理后纤维的结构和性能变化很大,说明乙醇溶剂更有助于Ca^(2+)与PA纤维聚酰胺基团之间形成络合配位作用。

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。

混纺比对生物基锦纶56短纤/棉混纺纱力学性能的影响

针对新型生物基锦纶56的基础纺纱数据不足问题,制备了锦纶56短纤纯纺纱、纯棉纱及多种混纺比的锦纶56短纤/棉混纺纱,并分别测试了纤维、纯纺纱和混纺纱的拉伸力学性能,通过建立纤维模型和纯纺纱强度模型对混纺纱强度进行预测。结果表明:纯纺纱预测曲线上混纺纱最小强度点及整体趋势与试纺数据拟合度较好,通过纯纺纱模型可预测锦纶56短纤/棉混纺纱强度。以纤维模型为基础,利用纱线中纤维强度利用率对纤维模型进行修正,修正的纤维模型与纯纺纱模型预测结果相近,可省去纯纺纱试纺流程,快速完成混纺纱强度预测。

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%。

纺丝液浓度对PA 56纳米纤维膜结构与过滤性能的影响

以相对黏度2.71的聚酰胺56(PA 56)为原料,以甲酸/乙酸为溶剂,配制PA 56质量分数为20%~26%的纺丝液,通过静电纺丝制备生物基PA 56纳米纤维膜,研究纺丝液浓度对PA 56纳米纤维膜结构与过滤性能的影响。结果表明:PA 56纳米纤维膜表面光滑、无串珠、纳米纤维连续且排列紧密,且纤维直径呈现明显的梯度结构;随纺丝液浓度增加,PA 56纳米纤维膜的纤维直径、膜孔径增大,纤维平均直径为164.5~275.6 nm,膜平均孔径为0.920~2.276μm;随纺丝液浓度增加,PA 56纳米纤维膜的过滤效率(η)、过滤阻力(ΔP)均减小,过滤品质因子(Q)增大;纺丝液中PA 56质量分数为26%时,PA 56纳米纤维膜的综合过滤性能最好,η为93.25%,ΔP为107.6 Pa,Q为0.0251 Pa^(-1)。

生物基锦纶56纤维染色研究进展

生物基锦纶56纤维因其绿色环保、性能优异等优点,被广泛应用于服装服饰、家居等纺织各领域,但其染色应用研究主要从近10年开始,而且存在理论研究支撑不足等问题。文中从生物基锦纶56纤维的结构特点出发,分别归纳总结了酸性染料、活性染料及还原染料对生物基锦纶56纤维及其混纺织物的国内外染色应用现状,为后续锦纶56纤维纯纺及混纺织物染色提供指导。

生物基聚酰胺56/聚酯混合帘线的开发

对生物基聚酰胺56(PA56)与聚酯混合帘线进行开发及性能研究。结果表明:通过设计生物基PA56和聚酯工业丝的纤度,选用不同类型的聚酯工业丝,控制混捻捻度,可以得到不同结构的生物基PA56/聚酯混合帘线,其浸胶帘线可满足不同性能要求;与采用锦纶66帘线冠带层的轮胎相比,采用生物基PA56/聚酯混合帘线冠带层的轮胎高速性能和耐久性能有所提升。

聚酰胺56纤维中铜离子含量测定的影响因素分析

分析样品制备、溶解和萃取的条件及步骤对聚酰胺56纤维中铜离子含量测定结果的影响。试验确定各步骤的优化条件如下:样品事先进行清洗,样品量为0.5~1 g;溶解聚酰胺56纤维的硫酸溶液的浓度为5~7 mol·L^(-1),溶解温度为50~80℃,溶解时间为50 min以上;萃取步骤的搅拌转速为600 r·min^(-1),采用中号转子,萃取时间为30 min,萃取液静置时间为8 min。以上优化条件下聚酰胺56纤维中铜离子含量测定结果较准确。

生物基聚酰胺56纤维的结晶行为

为探究生物基聚酰胺56分子结构及不同加工工艺参数对其结晶行为的影响,采用X射线衍射法研究不同品种聚酰胺和生物基聚酰胺56的预取向丝(POY)、拉伸变形丝(DTY)、全拉伸丝(FDY)长丝的结晶特征,并通过差示扫描量热仪测试进一步分析了生物基聚酰胺56不同冷却速率工艺条件下的结晶行为。结果表明:与聚酰胺6和聚酰胺66相比,生物基聚酰胺56纤维结晶不完善,其结晶度和取向度最低,分别为49.56%和76.78%;不同加工方式的生物基聚酰胺56中POY长丝结晶不完善,其晶面方向一致性较差;随冷却速率的增加,生物基聚酰胺56的结晶速率加快,当温度降至210℃左右时结晶速率达到最大,且冷却速率越快其形成的球晶晶体尺寸越小。

生物基锦纶56和锦纶66的结构与吸放湿性能评价

为系统分析生物基锦纶56与锦纶66的吸放湿性能,在标准状态下对不同规格纤维进行对比研究。测试了生物基锦纶56、锦纶66弹力丝及短纤维的吸湿、放湿和干燥特征曲线,并由此推导出4种纤维在标准状态下达到吸湿、放湿和干燥平衡过程中,回潮率或含水率对时间的回归方程,以及吸湿、放湿和干燥速率方程。结果表明:标准大气条件下,与锦纶66相比,生物基锦纶56的吸湿、放湿平衡回潮率大,吸湿、干燥速率大,初始放湿速率略小,但随着时间的延长,生物基锦纶56的放湿速率大于锦纶66;4种纤维的吸湿等温线均呈反S形,在高湿度环境下生物基锦纶56的干燥性优于锦纶66,即生物基锦纶56具有较好的快干性能。

不同纳米粉体改性生物基聚酰胺56的非等温结晶动力学

通过在生物基聚酰胺56(PA 56)切片中添加SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)和ZrO_(2)等不同的纳米粉体进行改性,探讨不同纳米粉体对PA 56结晶速度和结晶度的影响,利用Jeziorny法和莫志深法(Mo法)对非等温结晶动力学进行分析,寻找最优的改性纳米粉体,以改善PA 56纤维的沸水收缩率。结果表明:不同纳米粉体均能在不同程度上加快PA 56的结晶速度,提高材料的结晶度,其中纳米SiO_(2)对提高材料的结晶速率最为有效,纳米Al_(2)O_(3)对提高材料的结晶度效果最为明显。Mo法比Jeziorny法更适合描述PA 56和PA 56/纳米粉体改性材料的非等温结晶行为。

生物基聚酰胺56低聚物改性聚酯的合成及其表征

为改善聚酯(PET)的亲水性,采用生物基聚酰胺56低聚物(LPA56)对聚酯进行共聚改性制备新型聚酰胺酯共聚物。借助核磁共振波谱仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和光学接触角测量仪等对新型聚酰胺酯的结构和性能进行表征与分析。结果表明:新型聚酰胺酯共聚物兼具酯类和酰胺类特征官能团振动峰,且LPA56的反应率达到80%以上;共聚物的晶型和聚酯晶型相同,但其结晶度随着LPA56质量分数的增加而逐渐降低;随着LPA56质量分数的增加,共聚物的玻璃化转变温度、熔点逐渐降低,但其对共聚物热稳定性影响较小;当加入质量分数为5%的LPA56时,共聚物的静态接触角从91.5°降低至70.3°;改性后PET纤维的回潮率是改性前的265%,并随着LPA56质量分数的增加而逐渐提高。

聚酰胺56和聚酰胺66织物阻燃性能对比

聚酰胺56(PA56)和聚酰胺66(PA66)同属于聚酰胺材料,具有相似的化学结构,但阻燃性能不同。为进一步探究二者的差异,试验分析和比较了聚酰胺56和聚酰胺66织物的物理性能和阻燃性能。研究发现:相同单位面积质量的聚酰胺56和聚酰胺66的力学性能和手感相似,但聚酰胺56的阻燃性能较聚酰胺66高;聚酰胺56织物的损毁长度及面积较小,在燃烧过程中产生少量的熔滴,但不能点燃脱脂棉,极限氧指数高达27.4%,热释放和烟雾产生量较低,平均有效燃烧热仅为聚酰胺66的58.8%,所以火灾危害性更低。

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。

不同截面生物基锦纶56纤维吸温放湿性能研究

对比研究不同截面生物基锦纶56纤维的吸湿、放湿和干燥性能。在标准大气条件下,测定异型截面和圆形截面生物基锦纶56长丝的吸湿、放湿和干燥曲线,推导两种纤维在吸湿、放湿和干燥平衡过程中回潮率或含水率对于时间的回归方程,以及吸湿、放湿和干燥速率方程。结果表明,异型截面生物基锦纶56纤维的吸湿回潮率、放湿回潮率和干燥含水率分别为5.18%、5.45%、5.46%,初始吸湿速率、初始放湿速率和初始干燥速率分别为0.60、0.37、0.24 g/min,均高于圆形截面生物基锦纶56纤维。