尼龙6共聚物与其粉体的性能研究

刘伯林

中国纺织科学研究院有限公司 生物源纤维制造技术国家重点实验室 北京 100025

1 引言

随着科技的发展，尼龙类粉体逐渐在高端领域广泛应用，如金属表面涂敷等。本研究采用中纺院武清新材料公司生产的尼龙6 共聚物为原料，使用低温液氮粉碎技术将尼龙6 共聚物颗粒进行了粉碎，粉碎成微粉后往往会引起性能的变化。为了更全面地了解粉碎后的尼龙共聚物微粉和原切片性能的差别。本文对尼龙共聚物切片及其微粉结晶性能、热性能以及力学性能进行了详细比较研究，相关研究未见报道。

2 实验部分

2.1 样品

尼龙6 共聚物切片：中纺院天津新材料公司；尼龙6 共聚物微粉：中纺院天津新材料公司原料，青岛微纳粉体机械有限公司低温液氮粉碎，80-100 目。

2.2 测试方法

（1）DSC 测试方法

用Perkin-Elmer Pyris 1 型差示扫描量热仪测试样品的DSC 升温曲线及降温曲线。DSC 测试前，将样品尽可能剪成粉末后称取一定重量，封闭在样品盘中，样品重量控制在6～8mg。氮气(N2)升温速率为20℃/min，从温度30℃升温至250℃；保温5min，消除热历史，以80℃/min 的降温速率降至30℃，在氮气保护下，样品以20℃/min 升温至280℃；然后再以20℃/min 的降温速率降至30℃，记录下各自曲线。

（2）TGA 测试方法

用Perkin-Elmer Pyris 7 型热重分析仪测试，样品重量控制在2～8mg。氮气(N2)升温速率为20℃/min，从室温升温至700℃。

（3）力学性能测试方法

依据标准ASTM 测试。

3 结果与讨论

3.1 样品结晶性能比较

分别对尼龙6 共聚物及其粉体样品进行DSC 测试，图1为尼龙6 共聚物样品DSC 图，图2为其粉体样品DSC 图。具体数据见表1。

从表1中数据可以看出，尼龙共聚物粉体样品热结晶温度Tc 为150.72℃，而尼龙共聚物颗粒样品的热结晶温度为146.82℃，尼龙共聚物粉体样品结晶温度高，说明尼龙共聚物粉体样品的分子链变小，活动能力强，结晶能力强，更容易在高温下结晶。

尼龙共聚物尼龙颗粒结晶熔融焓ΔHm与尼龙共聚物粉体的结晶ΔHm差别不大，可见两者的结晶度差别不大。

图1 尼龙6 共聚物样品DSC 图

图2 尼龙共聚物粉体样品DSC 图

图3 尼龙6 共聚物颗粒样品TGA 图

图4 尼龙共聚物粉体样品TGA 图

3.2 热性能的比较

TGA 测试结果：图3为尼龙6 共聚物颗粒样品 TGA 图，图4为其粉体样品TGA 图。从样品的TGA 图以及图中分解5%时对应的温度数据可以看出，尼龙6 共聚物颗粒的5%的热分解温度比粉体高13℃，这可能是由于在过程中粉碎导致尼龙6 共聚物分子量降低的缘故。

表1 DSC 测试数据

表2 力学性能指标

通过对表2中数据进行对比后发现：尼龙6 共聚物颗粒经过低温粉碎后，力学强度指标略有下降，但降低程度不大。

4 结论

尼龙共聚物粉体样品的结晶能力强，更容易在高温下结晶；尼龙共聚物粉体样品与颗粒样品的结晶度差别不大；尼龙6 共聚物颗粒5%的热分解温度比粉体高13℃；尼龙6 共聚物粉体，力学强度指标同颗粒相比较略有下降，但降低程度不大。