尼龍6共聚物與其粉體的性能研究

劉伯林

中國紡織科學研究院有限公司 生物源纖維制造技術國家重點實驗室 北京 100025

1 引言

隨著科技的發展，尼龍類粉體逐漸在高端領域廣泛應用，如金屬表面涂敷等。本研究采用中紡院武清新材料公司生產的尼龍6 共聚物為原料，使用低溫液氮粉碎技術將尼龍6 共聚物顆粒進行了粉碎，粉碎成微粉后往往會引起性能的變化。為了更全面地了解粉碎后的尼龍共聚物微粉和原切片性能的差別。本文對尼龍共聚物切片及其微粉結晶性能、熱性能以及力學性能進行了詳細比較研究，相關研究未見報道。

2 實驗部分

2.1 樣品

尼龍6 共聚物切片：中紡院天津新材料公司；尼龍6 共聚物微粉：中紡院天津新材料公司原料，青島微納粉體機械有限公司低溫液氮粉碎，80-100 目。

2.2 測試方法

（1）DSC 測試方法

用Perkin-Elmer Pyris 1 型差示掃描量熱儀測試樣品的DSC 升溫曲線及降溫曲線。DSC 測試前，將樣品盡可能剪成粉末后稱取一定重量，封閉在樣品盤中，樣品重量控制在6～8mg。氮氣(N2)升溫速率為20℃/min，從溫度30℃升溫至250℃；保溫5min，消除熱歷史，以80℃/min 的降溫速率降至30℃，在氮氣保護下，樣品以20℃/min 升溫至280℃；然后再以20℃/min 的降溫速率降至30℃，記錄下各自曲線。

（2）TGA 測試方法

用Perkin-Elmer Pyris 7 型熱重分析儀測試，樣品重量控制在2～8mg。氮氣(N2)升溫速率為20℃/min，從室溫升溫至700℃。

（3）力學性能測試方法

依據標準ASTM 測試。

3 結果與討論

3.1 樣品結晶性能比較

分別對尼龍6 共聚物及其粉體樣品進行DSC 測試，圖1為尼龍6 共聚物樣品DSC 圖，圖2為其粉體樣品DSC 圖。具體數據見表1。

從表1中數據可以看出，尼龍共聚物粉體樣品熱結晶溫度Tc 為150.72℃，而尼龍共聚物顆粒樣品的熱結晶溫度為146.82℃，尼龍共聚物粉體樣品結晶溫度高，說明尼龍共聚物粉體樣品的分子鏈變小，活動能力強，結晶能力強，更容易在高溫下結晶。

尼龍共聚物尼龍顆粒結晶熔融焓ΔHm與尼龍共聚物粉體的結晶ΔHm差別不大，可見兩者的結晶度差別不大。

圖1 尼龍6 共聚物樣品DSC 圖

圖2 尼龍共聚物粉體樣品DSC 圖

圖3 尼龍6 共聚物顆粒樣品TGA 圖

圖4 尼龍共聚物粉體樣品TGA 圖

3.2 熱性能的比較

TGA 測試結果：圖3為尼龍6 共聚物顆粒樣品 TGA 圖，圖4為其粉體樣品TGA 圖。從樣品的TGA 圖以及圖中分解5%時對應的溫度數據可以看出，尼龍6 共聚物顆粒的5%的熱分解溫度比粉體高13℃，這可能是由于在過程中粉碎導致尼龍6 共聚物分子量降低的緣故。

表1 DSC 測試數據

表2 力學性能指標

通過對表2中數據進行對比后發現：尼龍6 共聚物顆粒經過低溫粉碎后，力學強度指標略有下降，但降低程度不大。

4 結論

尼龍共聚物粉體樣品的結晶能力強，更容易在高溫下結晶；尼龍共聚物粉體樣品與顆粒樣品的結晶度差別不大；尼龍6 共聚物顆粒5%的熱分解溫度比粉體高13℃；尼龍6 共聚物粉體，力學強度指標同顆粒相比較略有下降，但降低程度不大。