尼龙6及稀土尼龙复合物的加工-结构-性能关系研究

本项目基于我们研发细旦尼龙6纤维制造技术中关于加工-结构-性能关系的一些基本问题，利用分子谱学、显微镜技术、X-射线衍射、热分析和力学性能测试等方法，开展尼龙6及稀土尼龙复合物的结构与性能研究；细旦尼龙纤维取向行为与加工关系；β晶生成及转变行为；皮芯结构和微纤结构及形成条件，为改善细旦尼龙性能提供依据。用热处理等方式改变尼龙自身晶核来调控其结晶行为，发展调控尼龙折叠链结构的新方法，为制造高强高模尼龙提供新的可能。把沉淀剂以蒸汽形式引入尼龙溶液中，诱导尼龙结晶，获取由分立晶片组装成的尼龙,探讨制造条件与尼龙结构的关系。利用高分子晶片结构特征和材料的高比表面特性，发展高效吸附材料和生物反应器载体。通过上述工作，加深对尼龙6及稀土尼龙复合物加工-结构-性能三者间关系的认识，为获取具有特殊结构和性能的新型尼龙6复合功能材料奠定基础。

一 在尼龙6中引入稀土助剂,发展制造细旦尼龙6纤维的新技术。完成超细旦尼龙6纤维的高速纺工业实验，为该技术产业化奠定良好基础。.二 为配合细旦尼龙制造技术的研发，开展下述研究：.1结合红外光谱，XRD研究细旦尼龙6纤维的结晶行为。发现尼龙6在纺丝过程中生成亚稳态β晶。β晶型经沸水处理转化为α晶型,而尼龙6γ晶型经沸水处理后不发生相转变。在纤维卷绕中熔体拉伸倍数较低时产生γ晶;熔体拉伸倍数较高时产生β晶;。在牵伸过程中γ晶经β晶向α晶转变。.2利用高分子过冷熔体的物理化学性质，可降低纺丝线的加工温度，为发展节能降耗的熔体纺丝新技术提供依据。.3用同步辐射X射线纳米CT技术，发现TiO2颗粒与尼龙基质存在明显的反差，使TiO2颗粒在尼龙纤维中的分布状态可在三维重建图中被清楚地显示出来。.4 发明出可在线测量纺丝线上纤维张力的新装置。.5钇离子与尼龙6的酰胺基团间存在络合配位作用。这不仅在红外、拉曼光谱的酰胺I带上产生新峰，而且使与尼龙6的构象相关的谱带发生变化。钇离子使尼龙6的熔点降低并使尼龙熔体在冷却过程中不发生结晶。.6用高温高浓度金属盐水溶液处理尼龙6纤维，制出具有特殊形貌的多孔纤维，这类多孔纤维可能成为新型人工降雨成核剂。.7二维相关谱的交叉峰是研究分子间相互作用的有效手段。我们在先期工作中发展出正交样品设计方案,使二维光谱交叉峰成为表征分子间相互作用的可靠手段。在本项目研究中取得下列进展：（1）发展异步正交样品设计方法，即使在不同物质的特征峰发生重叠的情况下，交叉峰亦能可靠反映不同溶质间相互作用。（2）优化构建二维异步相关光谱的方法，使二维光谱的交叉峰的灵敏度和信噪比得到上百倍的增强。（3）发展出双正交样品设计方法，同时用二维同步相关谱和二维异步相关谱研究分子间相互作用。（4）发展出异步双正交样品设计方法，成功地将二维异步相关谱分解成两个互补的子谱，使人们能利用这两个子谱详细研究物质在分子间相互作用下所发生的峰强，峰位和峰宽变化。上述工作为深化认识尼龙与金属离子相互作用提供新机会。.8我们发现了一种利用微乳反胶束制备超浓盐酸的方法。超浓盐酸中，酸水摩尔比在5以上而常规饱和盐酸中酸水的摩尔比仅为0.28。超浓盐酸中存在非电离氯化氢分子，亦在常温常压条件下与环已烯加成生成1-氯环己烷。该工作为制备的改善尼龙6物理化学性能的添加剂提供参考。