阳离子可染型阻燃与增韧型阻燃PA6的制备与性能研究

摘要

PA6（尼龙6，锦纶6）是己内酰胺开环聚合而成。因分子末端含有氨基，目前锦纶6普遍使用酸性染料染色，这使得锦纶6纤维制品会被一些有色且大分部都是酸性的日常食品饮料沾染，难以去除。另外PA6的极限氧指数较低，熔融滴落，火灾危险系数较高。且因为PA大分子中的酰胺键较为活跃，易和通常采用的阻燃剂在熔融温度下发生化学反应，PA6的阻燃化具有一定的难度。
　　本文采用两步熔融聚合法，通过分别在PA6大分子链段中引入具有双羧基官能团的间苯二甲酸-5-磺酸钠5-SSIPA和聚乙二醇PEG，再加入MCA作为有机阻燃单体聚合，制备出一种同时具备阳离子可染和阻燃效应的MCA/CD-PA6复合材料以及同时具备加弹型和阻燃效应的MCA/PEG/PA6复合材料。探索了阳离子染料改性助剂5-SSIPA的加入以及不同含量MCA对PA6上染率和阻燃性能的影响。利用傅里叶变化红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对所得产物进行了结构性能表征。其中FT-IR证实5-SSIPA和PEG被引入到PA6分子链上，SEM看出MCA分散在PA6基体中;通过XRD、DSC和TGA发现，随着MCA含量增大，聚合物熔体熔点下降，结晶度降低，热降解温度下降;染色实验证实5-SSIPA的加入使得PA6阳离子染料的上染率高，上染率最高可达96.79％，且色彩亮丽;阻燃性能测试结果显示适当的MCA加入，材料极限氧指数最高可达27，发烟减小并无黑烟，熔滴现象较小;通过流变性能实验发现5-SSIPA空间位阻效应较强，能降低PA6粘度，增大聚合物粘流活化能，而PEG作为柔性链段，相较于PA6非牛顿指数降低，增大储能模量。总的来说，课题研究对于制备抗沾污阻燃锦纶，用于宾馆、影剧院、礼堂等各种公共场所以及汽车、火车和飞机等交通设施的地毯、装饰织物，具有较大的理论与现实意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 聚己内酰胺(PA6)的研究背景

1．1．1 PA6的介绍

1．1．2 PA6目前的研究现状及发展趋势

1．1．3 PA6的改性研究

1．2 PA6染色的基本原理

1．2．1 染料的上染、吸附和扩散

1．2．2 传统酸性染料对PA6的染色

1．2．3 阳离子染料对PA6的染色

1．3 阳离子可染技术在PA6中的应用和发展

1．4 阻燃型PA6的研究

1．4．1 阻燃剂的分类与选择

1．4．2 阻燃型PA6的合成

1．4．3 MCA在阻燃型PA6中发挥的作用

1．4．4 阻燃型PA6在的发展前景

1．5 PA6的其他改性手段

1．6 本课题的研究意义及内容

1．6．1 课题的研究意义

1．6．2 课题的主要内容

第二章 FRCD-PA6聚合物的制备与表征

2．2．1 实验原料

2．2．3 实验步骤

2．2．4 性能表征测试

2．2．5 染色性能测试

2．3 结果与讨论

2．3．2 FRCD-PA6的热性能

2．3．3 结晶性能研究

2．3．4 形貌性能研究

2．3．5 染色性能研究

2．4 本章小结

第三章 MCA／PEG／PA6复合材料的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验步骤

3．2．4 性能表征测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 红外光谱分析(FT-IR)

3．3．2 TG分析

3．3．3 XRD分析

3．3．4 SEM分析

3．3．5 力学性能分析

3．4 本章小结

第四章 FRCD-PA6和MCA／PEG／PA6的流变性能和阻燃性能研究

4．1 引言

4．2 实验

4．2．2 实验原理

4．3 结果与讨论

4．3．1 剪切速率对改性PA6粘度的影响

4．3．2 剪切频率对改性PA6动态模量的影响

4．3．3 温度对改性PA6动态模量的影响

4．3．4 温度对改性PA6粘流活化能的影响

4．3．5 阻燃测试分析

4．4 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

攻读硕士期间论文发表情况

致谢