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尼龍6玻纖增強(qiáng)抗水解機(jī)理的全新解讀

來(lái)源：www.keelyshea.com發(fā)布日期 2019-12-04

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尼龍6高強(qiáng)絲還是尼龍6玻纖增強(qiáng)塑料，除了光、熱氧化，水解也是一種破壞材料性能的重要因素。眾多的文獻(xiàn)中，尼龍6抗水解機(jī)理說(shuō)法很多，莫衷一是，江蘇海陽(yáng)尼龍6的解讀可能更加全面、完整。

尼龍6的水解處于單純的水溶性環(huán)境的并不多，除了水以外，還包括酸、堿、鹽溶液。尼龍6的水解裂化反應(yīng)都受到溶液的限制，溫度通常都不是很高，但酸堿鹽的破壞作用卻一點(diǎn)兒不容忽視。

 如果是在溫和條件下自然吸水，那么水分并不會(huì)明顯裂化材料性能，但對(duì)綜合性能的影響也不容小覷。尼龍6是一種半結(jié)晶聚合物，水分很容易進(jìn)入到非晶區(qū)，增加分子鏈的流動(dòng)性，部分起到了潤(rùn)滑劑的作用。隨著吸水率的增加，Tg呈減小趨勢(shì)，硬度、模量、拉伸強(qiáng)度下降；沖擊強(qiáng)度會(huì)增加。

    尼龍6高強(qiáng)絲或者尼龍6玻纖增強(qiáng)塑料吸收水分，由于羰基和氨基的強(qiáng)烈氫鍵作用，水分子優(yōu)先進(jìn)入到非晶區(qū)內(nèi)，形成各種形式的氫鍵。晶區(qū)由于分子鏈排列規(guī)整有序，對(duì)水分有較大的屏蔽作用而受到較小的影響，水份以三種形態(tài)存在。

      如果形成固定結(jié)合水，水在兩個(gè)羰基基團(tuán)間形成氫鍵，結(jié)合緊密。當(dāng)水分增多時(shí)，大量的水分子會(huì)在羰基與氨基之間形成兩種氫鍵。一種是松散的結(jié)合方式；一種是尼龍6中的水分子形成較弱的氫鍵，在尼龍6分子鏈中起到了潤(rùn)滑或增塑作用，改變了材料的韌性。

      這一情況下，水分子主要是吸附在酰胺鍵之間。如果要提高尼龍6的抗水解性，降低水分對(duì)材料的影響，降低酰胺鍵的密度，是減少吸附水分的可行而且有效的途徑。

      尼龍6吸水平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，材料通常會(huì)釋放內(nèi)應(yīng)力，并進(jìn)行再重建。宏觀表現(xiàn)就是尺寸變化比較大，對(duì)于尼龍6玻纖增強(qiáng)體系就容易產(chǎn)生翹曲變型。如何減少這個(gè)變型，國(guó)內(nèi)、外仍在研究之中。

      尼龍6高強(qiáng)絲或尼龍6玻纖增強(qiáng)塑料水解過(guò)程中，酰胺鍵最先受到破壞，如果有酸堿鹽的存在，則會(huì)加速這種破壞。酰胺鍵具有很強(qiáng)的氫鍵作用，水分的侵蝕逐步破壞了這種固有的平衡，并建立一種新的平衡。這種新的平衡也是一種動(dòng)態(tài)過(guò)程，如果水分持續(xù)增加，酰胺鍵會(huì)發(fā)生水解，使酰胺鍵-CONH-的C-N發(fā)生斷裂，形成端羧基和端氨基。這本質(zhì)上打斷了分子鏈。 在酸堿鹽的存在下，聚酰胺的水解速率增大，尼龍6纖維還是尼龍6塑料都更容易失效。但當(dāng)酸堿的濃度達(dá)到一定值時(shí)，水解反而無(wú)法進(jìn)行。這是因?yàn)樗釅A濃度增加，水分子被過(guò)量的酸堿包圍，無(wú)法與酰胺基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，水解速率反而下降。

     尼龍6水解反應(yīng)對(duì)應(yīng)發(fā)生的是酰胺基團(tuán)，酰胺基團(tuán)在酸堿鹽溶液中水解有一定隨機(jī)性，酰胺鍵的濃度是影響水解反應(yīng)的關(guān)鍵因素。眾多資料表明，在聚酰胺的重復(fù)單元上，碳鏈越長(zhǎng)，酰胺鍵的密度越低，吸水率也就越低，材料的尺寸穩(wěn)定性更好，因此延長(zhǎng)尼龍6碳鏈，降低酰胺鍵密度是提高抗水解的重要途徑。

     提升尼龍6高強(qiáng)絲或尼龍6玻纖增強(qiáng)抗水解性能除了增加碳鏈長(zhǎng)度以外，還可以在分子鏈中引入苯環(huán)。苯環(huán)天然地具有耐化學(xué)腐蝕性，可以減緩材料的水解速度。同時(shí)苯環(huán)對(duì)耐熱和耐化學(xué)性能也很優(yōu)異，可以提高材料的耐溫性能。

      此外，尼龍6共混改性也可以提升抗水解能力。在尼龍6中添加一些多羥基類的或者含氟類的材料，在與水分接觸時(shí)能與之形成水膜，從而起到保護(hù)材料的作用。

江蘇海陽(yáng)專注尼龍6生產(chǎn)與研發(fā)50年，旗下海陽(yáng)牌尼龍6抗UV彩色絲、尼龍6玻纖增強(qiáng)、尼龍6增強(qiáng)增韌、尼龍6增強(qiáng)阻燃系列品種多，規(guī)格全，采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)配方，物理機(jī)械及抗水解能力更強(qiáng)。