尼龙6纤维的延伸行为
文章出处：徐州腾飞工程塑料有限公司 发布时间：2017-07-19 09:43:00 点击数：- 【大 中 小】
纤维的性能取决于其分子结构及超分子结构。分子结构取决于单体和聚合条件，而超分子结构的形成则取决于纺丝技术和工艺条件。纤维的超分子结构主要靠拉伸和定型来实现。纤维的结晶和取向对提高其力学性能具有重要作用。结晶度、取向度越高，纤维承受负荷后形变越小，强度越高。对一既定材料而言，拉伸导致的取向和结晶是提高其性能的有效方法。由熔融纺丝法制得的初生纤维，其超分子结构有序态较低，纤维力学性能较差，须经一定后处理工序，才能使纤维的结构和性能达到应用的要求，其中拉伸是一个必不可少的重要过程。在拉伸过程中，大分子进一步沿纤维轴取向，超分子结构有序化程度大大提高，并伴有结晶发生，同时形态结构也发生变化，逐渐形成完善的纤维结构，纤维分子的取向使其单位面积承受外力的分子链数目增多使得纤维的物理力学性能也明显得到改善。超拉伸技术是近年来发展起来的一种制备高强度高模量纤维的有效方法。
另外，温度对纤维的延伸性能也有很大的影响。高聚物的分子运动具有温度依赖性，温度升高，个运动单元动能增加，体积膨胀，分子间空隙增加，为运动单元的活动提供空间，因而分子链在较小外力作用下即可伸长，达一定拉伸比所需拉伸应力减小，可拉伸性提高。但拉伸温度不能过高，否则只产生大分子链的滑移而没有分子取向，性能反而变差。因此，研究拉伸温度对尼龙6纤维拉伸性能的影响可确定最佳拉伸温度，实现大分子作为独立结构单元的拉伸取向，两个过程同时进行，但速率不同。外力作用下首选发生链段取向，进一步发展才引起大分子取向。高聚物的拉伸取向在Tg~Tm范围内进行，因为大分子在高于玻璃化温度时才具有足够的活动能力，在拉伸应力的作用下才能发生取向。；拉伸温度对取向影响很大，在Tg附近进行拉伸，若拉伸应力大于高聚物的屈服应力，则高聚物大分子作为独立结构单元将发生拉伸取向，形成取向结构。在Tg~Tm温度区间，温度越高，高聚物的屈服应力和弹性模量越低，同样拉伸应力作用下，拉伸应变就越大。所以升高温度可以降低拉伸应力和增大拉伸速度，有利用获得较高取向结构。但高聚物的取向是一个非平衡状态，以方面进行拉伸取向，另一方面发生解取向，温度越高，分子运动越剧烈，解取向趋势越大，外力解除后形变即回复原状，取向不存在。李莉等通过研究熔融纺丝的聚乙烯醇纤维拉伸温度对纤维延伸性能的影响后发现，随拉伸温度升高，纤维拉伸倍数增加。这是因为拉伸温度越高，PVA分子运动越容易，分子取向也越容易，取向度越大，从而提高了纤维拉伸倍数。但拉伸温度不能高于220℃，否则纤维拉伸过程中变色严重，易熔断。鉴于尼龙6与PVA结构类似都是易结晶的极性聚合物，因此可以采用与PVA相类似的方法，通过对尼龙6初生纤维进行后续拉伸，控制拉伸温度和拉伸速度，使尼龙6纤维进一步取向，以达到提高其力学性能的目的。
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