大直径聚酰胺单丝的后拉伸工艺研究文献综述

 2023-12-06 09:31:30

文献综述

(一)本课题研究的现状及发展趋势

1.大直径聚酰胺的特性

大直径单丝是指直径为210mm至510mm(相当于聚酰胺3300Tex至20000Tex)的单根纤维, 主要用于海钓、帐篷等, 其生产的主要工艺特点是液体冷却、多级拉伸, 由于直径大, 采用常规纤维的拉伸工艺不能满足单丝的力学性能需要[1]。经研究表明,在采用共聚尼龙纺制大直径单丝初生丝基础上, 不同的拉伸温度、拉伸方式、拉伸倍率及其分配对单丝拉伸性能有不同的影响, 对共聚尼龙纤维的力学性能有不同程度的提高。大直径聚合物单丝主要有以下几种:

聚酰胺(PA,俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时称尼龙,用作合成纤维时我们称为锦纶,聚酰胺可由二元胺和二元酸制取,也可以用omega;-氨基酸或环内酰胺来合成[2]。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同,可制得多种不同的聚酰胺,目前聚酰胺品种多达几十种,其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。

聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的链节结构分别为[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO][3]。聚酰胺-6和聚酰胺-66主要用于纺制合成纤维,称为锦纶-6和锦纶-66。尼龙-610则是一种力学性能优良的热塑性工程塑料。

PA具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围[4]。PA的品种繁多,有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PA1010等,以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。 尼龙-6塑料制品可采用金属钠、氢氧化钠等为主催化剂,N-乙酰基己内酰胺为助催化剂,使delta;-己内酰胺直接在模型中通过负离子开环聚合而制得,称为浇注尼龙,用这种方法便于制造大型塑料制件[5]

聚酰胺主要用于合成纤维,其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维,比棉花耐磨性高10倍,比羊毛高20倍,在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维,可大大提高其耐磨性;当拉伸至3-6%时,弹性回复率可达100%;能经受上万次折挠而不断裂[6]。聚酰胺纤维的强度比棉花高1-2倍、比羊毛高4-5倍,是粘胶纤维的3倍。聚酰胺纤维具有优异的性能,耐磨性和断裂强度高、断裂伸长大、回弹性佳、耐疲劳性优良、染色性较好,吸湿性在合成纤维中仅次于维纶。聚酰胺纤维的产量仅次于涤纶,应用领域非常广泛,在服用、装饰用、产业用纺织品等领域发挥着重要作用。

2.大直径聚合物单丝的应用

聚酰胺纤维是由熔体纺丝制成的,显微镜下的形态与涤纶差不多,其截面接近圆形,纵向无特殊结构,在电子显微镜下可以观察到丝状的原纤组织,聚酰胺66的原纤宽度为10—15nm。

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