尼龍66高取向度纖維的性能特點(diǎn)和應(yīng)用

1、尼龍 66 高取向度纖維的性能特點(diǎn)和應(yīng)用聚酰胺纖維俗稱尼龍（Nylon）,英文名稱Polyamide （簡稱PA）,包括脂肪族聚酰胺、脂肪 - 芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺。其中脂肪族聚酰胺品種多，產(chǎn) 量大，應(yīng)用廣泛，尼龍 6和尼龍 66 一直是尼龍商業(yè)產(chǎn)品中最常見的類型，占全 球市場尼龍總量 90%以上。 1939年，杜邦開始了尼龍 66纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，最 初的產(chǎn)能只有 4000噸/ 年，歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，目前尼龍 66纖維已廣泛應(yīng)用于 輪胎簾布、軍用降落傘、安全氣囊、地毯、服裝面料等領(lǐng)域。工業(yè)用尼龍 66 纖 維中比較有代表性的是美國杜邦公司的 802絲和日本旭化成的 T5 絲，它們的共

2、同特點(diǎn)是強(qiáng)度更高， 由原來的 9.5g/D 提高到 10.0-10.3g/D ，強(qiáng)度提高了 5%-10%。 而就國內(nèi)而言，近年來尼龍 66 工業(yè)用纖維的性能提高主要圍繞提高纖維強(qiáng)度， 根本上是提高取向度，具有代表性的是神馬股份開發(fā)的尼龍 66 工業(yè)用纖維，斷 裂強(qiáng)度和取向度在國內(nèi)已屬較高水平。尼龍 66 高取向度纖維的技術(shù)開發(fā)一方面可以滿足輪胎行業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的 要求，另一方面通過尼龍 66 纖維斷裂強(qiáng)度的提高，實(shí)現(xiàn)輪胎簾子布減層，達(dá)到 輪胎輕量、環(huán)保的目的，增強(qiáng)輪胎行業(yè)的競爭能力，滿足國家的相關(guān)行業(yè)政策， 因此，該產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前景。高取向度尼龍 66 工業(yè)用纖維采用五大器連續(xù)聚合、一步

3、法紡絲拉伸工藝路 線，通過對(duì)聚合、紡絲工藝技術(shù)及其關(guān)鍵裝備的創(chuàng)新攻關(guān)，提高聚酰胺分子量、 抑制高分子聚合物凝膠、 強(qiáng)化初生纖維冷卻成型、勻化纖維上油、高倍熱拉伸以 及拉伸溫度的設(shè)計(jì)分布和牽伸輥表面硬化材質(zhì)的開發(fā)等，實(shí)現(xiàn)尼龍 66 纖維取向 度的有效提高， 在纖維物理性能上體現(xiàn)了較高的斷裂強(qiáng)度， 從而達(dá)到了國外先進(jìn) 企業(yè)高取向度纖維的實(shí)物水平。1 尼龍 66 高取向度纖維的性能特點(diǎn)1.1 尼龍 66 高取向度纖維的規(guī)格因目前國內(nèi)外在纖維檢驗(yàn)方面的測試方法、測試環(huán)境條件不同，測試的結(jié)果存在一定差異，其中線密度差異最為明顯，且線密度的差異也直接導(dǎo)致斷裂強(qiáng)力、 斷裂強(qiáng)度指標(biāo)不同。本項(xiàng)研究的纖維檢驗(yàn)方法

4、采用 GBT 14343-2008化學(xué)纖維 長絲線密度試驗(yàn)方法和GBT14344-2008化學(xué)纖維 長絲拉伸性能試驗(yàn)方法 進(jìn)行主要物理性能的檢驗(yàn)。根據(jù)纖維行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，高取向纖維的規(guī)格分為高強(qiáng) 普纖型、高強(qiáng)增纖型、高強(qiáng)低纖型三類。1.2尼龍66高取向度纖維的性能尼龍66高取向度纖維具 有更高的斷裂強(qiáng)力、更好的尺寸穩(wěn)定性和 優(yōu)異的耐疲勞性等特性，可有效提高輪胎行駛的耐久性和堅(jiān)固性。因 此在高品質(zhì)輪胎簾子布，以及纜繩、輸送帶和吊裝帶等領(lǐng)域具有明顯 的優(yōu)勢。1.2.1 GPC測試結(jié)果成纖高聚物應(yīng)具 有相當(dāng)?shù)姆肿?量，一般來說，所得纖維的機(jī)械性能隨分子量的增大而提高。因此大幅提高聚酰胺的分子量，實(shí)現(xiàn)尼

5、龍66纖維的高倍拉伸和高取向度。對(duì)比國外先進(jìn)水平的尼龍 66高取向度纖維樣品、高取向 度纖維、常規(guī)工業(yè)用纖維的分子量，數(shù)據(jù)見表 1。表1 不同樣品絲的GPC及粘度測試結(jié)果項(xiàng)目常規(guī)工業(yè)用纖維國外樣品咼取向纖維測試方法Mn（數(shù)均分子量）248293247032329GPCMw（重均分子量）647507425976628GPC分散系數(shù)2.6078772.2870052.232169GPC粘度60-65.475.4-7978-80粘度計(jì)從上表看，尼龍66高取向纖維的分子量、分散系數(shù)與國外樣品纖維相當(dāng)， 兩者均較常規(guī)工業(yè)用纖維分子量偏大， 且分子量分布較窄。另外，采用粘度計(jì)測 試的流動(dòng)粘度也再次驗(yàn)證了該

6、結(jié)論。1.2.2 DSC測試結(jié)果采用梅特勒DSC1分析尼龍66高取向纖維與國外樣品纖維的差異，詳見圖1。從DSC測試結(jié)果來看，尼龍66高取向度纖維與國外樣品纖維的熔點(diǎn)、熔程、4#結(jié)晶度相當(dāng)，說明兩者晶體的完善程度一致1.2.3 XRD測試結(jié)果差異，分析見圖2采用XD-3多晶X射線衍射儀分析尼龍66高取向度纖維與國外先進(jìn)樣品的 尼龍66高取向度纖維87.06% 國外樣品纖維86.53% 常規(guī)工業(yè)用尼龍66纖維84.04%圖2 不同樣品絲的XRD測試結(jié)果分析圖由上圖可知，尼龍66高取向度纖維的取向度略高于國外樣品，兩者均明顯 高于常規(guī)工業(yè)用尼龍66纖維。1.2.4尼龍66高取向度纖維的拉伸性能通過

7、提高成纖高聚物分子量和改進(jìn)相應(yīng)的紡絲、牽伸、熱定型、卷繞工藝技術(shù)及裝備，尼龍66高取向度纖維的斷裂強(qiáng)度提高 5%以上，由常規(guī)的9.5g/D提 高到10.2g/D,與國外先進(jìn)的高強(qiáng)樣品相當(dāng)，詳見表 2。圖3為尼龍66高取向度 纖維的拉伸性能曲線。S-S curve 1400dtex圖3尼龍66高取向度纖維的拉伸性能曲線kwdaoL1.2.6尺寸穩(wěn)定性通過加強(qiáng)纖維的熱定型，降低了熱收縮率，使尼龍66高取向度纖維的結(jié)晶完整、非晶部分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此尺寸穩(wěn)定性較好。表2不同樣品絲的物理性能測試結(jié)果供樣廠家規(guī)格線密度dtex斷裂 強(qiáng)力N斷裂強(qiáng)度g/d斷裂伸 長率%定負(fù)荷 伸長 率%，100N干熱收縮率%，

8、177CX2min國外先進(jìn) 樣品12100dtex2090185.010.019.312.65.2國外先進(jìn) 樣品22100dtex2164184.69.719.012.45.4尼龍66咼取 向度纖維2100dtex2113186.510.019.812.45.4常規(guī)工業(yè)用 尼龍66纖維2100dtex2105177.49.519.911.96.0從上表看，尼龍66高取向度纖維的主要物理性能指標(biāo)斷裂強(qiáng)度與國外樣品 纖維相當(dāng)，兩者均比常規(guī)工業(yè)用尼龍 66纖維高5%。1.2.7耐疲勞性能為進(jìn)行尼龍66高取向度纖維、國外先進(jìn)樣品耐磨性能試驗(yàn)，首先采用相同工藝將纖維制成浸膠簾子線，再在RTC- U簾線疲

9、勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3表3 不同樣品浸膠簾線耐疲勞測試數(shù)據(jù)試驗(yàn)品種往復(fù)次 數(shù)斷裂強(qiáng)力N/根強(qiáng)力損失%定負(fù)荷伸 長率%斷裂伸長率%剩余根數(shù)/試驗(yàn)根數(shù)國外樣品簾線0346.407.618.58/8咼取向度簾線357.007.519.38/8常規(guī)簾線331.607.519.88/8國外樣品簾線60000266.423.18.214.98/8咼取向度簾線298.116.58.016.08/8常規(guī)簾線280.415.48.016.38/8國外樣品簾線100000192.944.39.613.86/8咼取向度簾線272.023.89.016.28/8常規(guī)簾線257.522.38.315.08/8

10、從上表可以看出，高取向度浸膠簾線的耐疲勞性能遠(yuǎn)高于國外同規(guī)格樣品簾 線，因此說明其在耐疲勞性能上具有更好的應(yīng)用優(yōu)勢。2、尼龍66高取向度纖維的應(yīng)用探討尼龍66高取向度纖維由于具有更高的斷裂強(qiáng)力、更好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)異 的耐疲勞性，因此廣泛應(yīng)用于制作高品質(zhì)輪胎簾子布， 有效提高輪胎行駛的耐久 性和堅(jiān)固性；同時(shí)應(yīng)用在纜繩、吊裝帶和輸送帶等領(lǐng)域， 使安全性和承載性更有 保障。2.1 強(qiáng)力更高、胎體堅(jiān)固高取向度力尼龍 66纖維的強(qiáng)度達(dá)到了 10.0g/D 以上，且強(qiáng)力保持率高，即 在受熱狀態(tài)下仍保持了高強(qiáng)力的優(yōu)越性能，180C下經(jīng)4小時(shí)的耐熱性測試顯示 其強(qiáng)力仍比常規(guī)工業(yè)用尼龍 66 纖維高 5%以上

11、。因此用高取向度尼龍 66 簾線作 骨架的輪胎，其胎體更加結(jié)實(shí)，載荷大，行駛里程高，且不易爆胎，從而提高了 輪胎的整體質(zhì)量。2.2 使輪胎“減層”成為可能由于尼龍 66 高取向度纖維斷裂強(qiáng)度的有效提高，其用于輪胎簾布加密后實(shí) 現(xiàn)“減層”成為可能，如使用高取向度力2100dtex/2加密簾布的4層或6層代替 常規(guī)的1400dtex/2的6層或8層，即減去2層，不僅可減少簾布間橡膠使用量、 減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)、提高輪胎生產(chǎn)效率，而且由于輪胎重量的減輕，使輪胎的滾動(dòng)阻 力減小，從而節(jié)省燃油，順應(yīng)輪胎工業(yè)輕量化、環(huán)保化的發(fā)展需求。2.3 增強(qiáng)帶狀織物安全性能尼龍 66 纖維由于重量輕、強(qiáng)度高、抗沖擊和耐磨損性好，有耐腐蝕、耐 霉?fàn)€、耐蟲蛀等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于纜繩、吊裝帶和輸送帶等領(lǐng)域。尼龍 66高取 向度纖維由于斷裂強(qiáng)度的提高， 使安全保障性得到大幅提高， 因此越來越受使用 者的青睞并在許多方面逐步替代了普通尼龍 66纖維和滌綸纖維。3、結(jié)論神馬實(shí)業(yè)股份有限公司最新研制的尼龍 66高取向度纖維的主要性能指標(biāo) 斷裂強(qiáng)度已穩(wěn)定達(dá)到 10.0g/D 以上，各項(xiàng)物理性能達(dá)到國外先進(jìn)樣品實(shí)物水平， 一些應(yīng)用性能如耐疲勞性還要優(yōu)于國外樣品纖維，其斷裂