生物基尼龙分析解析

生物技术2021年第3期C®川恋业科415KHUMI AERKUUnjMl.SCIENCE AND T KHN0W6Y 生物基高分子材料尼龙5单体5-氨基戊酸生物合成研究进展罗洲，崔华伟，涂文应，曹瑞琪，李强，苟兴华,程杰(成都大学/农业农村部杂粮加工重点实验室，四川，成都,610106)摘要：5-氨基戊酸(5AVA)是生物基聚酰胺材料尼龙5和尼龙6,5的单体。

尼龙5和尼龙6,5是重要的工程塑料，广泛应用于机械、化工、仪表、汽车等工业。

目前工业上合成5AVA主要使用化学合成,但是化学合成法无法满足市场对生物基聚氨酯材抖日益增长的需求，且化学合成法污■染大，对环境不友好。

因此，生物法合成5AVA引起了广泛关注。

本文综述了生物法合成5AVA的研究现状和发展前景。

生物合成法包括发酵法、全细胞催化法、生物酶法等。

总结了目前生物合成5AVA4种生物合成途径，对这4种生物合成途径的宿主、合成策略、产物浓度、得率等进行了总结和比较。

关键词：5-氨基戊酸;聚氨酯材料尼龙5；L-赖氨酸;赖氨酸a-氧化酶；生物合成15-氨基戊酸概述5-氨基戊酸(5AVA),英文名称为5-Amin­ovaleric acid,分子式为C5H11NO2,分子量为117.15。

5AVA溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醵和苯。

5AVA有1个氨基和1个竣基。

其化学结构如图1所示。

5AVA是一种生产尼龙5和尼龙6,5的潜在原料，也能用于合成戊二酸、$-戊内酰胺、1,5戊二醇和5-轻基戊酸等C5平台化学品。

目前工业上制备5AVA主要使用化学法。

一般采用戊内酰胺或戊内酰胺聚合物水解后精制而得。

这些方法与生物法相比反应条件苛刻,能耗大，设备腐蚀大,效率低,分离复杂。

因此开发生物基来源的5AVA生物合成路线具有重要的现实意义。

5AVA可用于合成新型人造纤维尼龙5等重要工程塑料，广泛应用于化工、轻纺等工业。

2016年，全球聚酰胺的市场约为240亿美元，预计到2022年，市场需求将超过300亿美元，平均年增长率将超过5.5%。

尼龙6产业链的发展趋势调研分析目录1. 内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 研究方法与数据来源 (5)2. 尼龙6产业链概况 (6)2.1 尼龙6的定义与特点 (7)2.2 尼龙6产业链结构 (8)2.3 尼龙6的应用领域 (10)3. 尼龙6产业链的发展现状 (11)3.1 全球尼龙6市场分析 (12)3.2 国内尼龙6市场分析 (13)3.3 产业链关键节点分析 (15)4. 尼龙6产业链的发展趋势 (17)4.1 技术进步趋势 (18)4.2 市场需求变化趋势 (20)4.3 竞争格局调整趋势 (21)4.4 政策环境影响趋势 (22)5. 尼龙6产业链发展的机遇与挑战 (23)5.1 国内外市场机遇 (25)5.2 产业链发展面临的挑战 (26)5.3 应对策略与建议 (26)6. 结论与建议 (27)6.1 研究结论 (29)6.2 政策建议 (30)6.3 未来展望 (31)1. 内容概括尼龙6（Polyamide 6，简称PA是一种广泛应用的合成聚合物，以其优良的机械强韧性和耐化学性而被应用于多种领域，包括纺织、工程塑料、汽车零部件、电子器件等领域。

在此背景下，本文旨在对尼龙6产业链的最新发展趋势进行系统性的调研与分析。

新一代的尼龙6生产技术如原位聚合、解决方案聚合和连续聚合等，正在替代传统的熔融聚合技术。

这些技术将着重于提高生产效率，以及改善产品性能。

随着国际对环境的关注日益增加，可循环使用和环保型尼龙6新产品成为趋势。

诸如生物基尼龙酶催化技术等可持续化的生产模式的开发与推广是研究的热点。

通过添加剂改性或共混改性，如引入高强度、耐冲击性能、阻燃性能等，增强尼龙6在更多环境下的实用性和功能性将成为产业方向。

特殊用途如3D打印材料、功能增强板的研发将会引导尼龙6产品在更多领域的应用。

随着技术进步和新市场的挖掘，尼龙6的应用领域正从传统市场逐渐扩展至新领域，如航空航天、医疗器械、智能穿戴设备等。

生物材料,尼龙5尼龙材质特性尼龙材料特性2010-07-03 14:37统称为尼龙pa6 和pa66 为主要的其他比较少具体尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。

此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225℃。

温度一旦达到就出现流动。

PA的品种很多，主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6芳香醯胺等。

以PA6、PA66、PA610、PA11、PA12最为常用。

尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。

作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。

它们的密度均稍大于1，密度：1.14-1.15g／cm3。

拉伸强度：＞60.0Mpa。

伸长率：＞30%。

弯曲强度：90.0Mpa。

缺口冲击强度：(KJ／m2)＞5。

尼龙的收缩率为1%~2%。

需注意成型后吸湿的尺寸变化。

吸水率100% 相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可－40～105℃之间。

熔点：215-225℃。

合适壁厚2-3.5mm。

PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特别的润滑效果，可在PA中加入硫化物。

PA性能的主要优点有：1.机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。

比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。

抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。

对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。

生物基尼龙市场需求分析1. 引言在当今全球关注环境保护和可持续发展的背景下，生物基尼龙作为一种可替代传统尼龙的环境友好型材料，受到了越来越多的关注。

本文旨在分析生物基尼龙的市场需求，探讨其未来发展潜力。

2. 生物基尼龙的概述生物基尼龙是一种基于生物质原料制造的合成纤维材料，在生产过程中使用的生物质原料可以是农作物废弃物、木材屑或纸浆等可再生资源。

相比传统尼龙，生物基尼龙具有更低的碳足迹和较小的环境影响。

3. 生物基尼龙的市场应用3.1 纺织品行业生物基尼龙在纺织品行业中有广泛的应用。

它可以用于生产高品质的服装、运动装备和家居用品等。

消费者对环境友好产品的需求不断增长，生物基尼龙能够满足这一需求，因此有望在纺织品市场占据一席之地。

3.2 汽车制造业生物基尼龙还可以广泛应用于汽车制造业。

汽车制造商越来越注重减少车内部件的重量和环境污染，生物基尼龙可以替代传统的合成纤维材料，降低汽车整体重量，并减少对环境的不良影响。

3.3 包装材料随着人们对可持续包装材料的需求增加，生物基尼龙在包装行业中具有巨大潜力。

它可以用于生产可降解的塑料袋、食品包装容器等，为环境保护作出贡献。

4. 生物基尼龙市场需求分析4.1 市场规模和增长趋势生物基尼龙市场具有较大的发展潜力。

据市场研究机构预测，未来几年生物基尼龙市场的年复合增长率将超过10%。

消费者对环境友好产品的需求以及政府对环境保护的支持将推动生物基尼龙市场的增长。

4.2 竞争分析尽管生物基尼龙市场发展迅速，但仍面临激烈的竞争压力。

传统尼龙、聚酰胺纤维等合成纤维材料仍占据主导地位，生物基尼龙需要通过不断创新和技术进步来提升自身竞争力。

4.3 市场前景和机遇随着全球环境问题的日益严重，生物基尼龙市场前景广阔。

政府的环保政策和监管措施将为生物基尼龙的发展提供支持，同时，消费者对可持续产品的需求不断增长，也为生物基尼龙提供了市场机遇。

5. 总结生物基尼龙作为一种环境友好型材料，在纺织品、汽车制造和包装材料等领域具有广阔的市场应用前景。

史上最全，揭秘⽣物基尼龙制备⼯艺！TK⽣物基材料报道，尼龙（聚酰胺，Polyamide简称PA）是⼀类分⼦主链上具有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称。

它是第⼀个⼯业化的合成纤维，是⼀种具有良好⼒学性能、耐热性、耐磨性、耐化学溶剂性、⾃润滑性和⼀定的阻燃性的⼯程塑料，⼴泛应⽤于汽车、电⼦电器、机械、建筑、轨道交通、体育器械等领域。

01关于⽣物基尼龙⽬前世界上超过99%的PA产品原料来⾃于不可再⽣资源——⽯油，例如，⽤量最⼤PA66的单体就是通过⽯油基的丁⼆烯或丙烯腈⽣产的。

随着世界⽯油资源的逐渐匮乏和环境污染问题⽇益严重，以⽣物基PA替代传统⽯油基PA的技术开发成为近年来研究的热点。

采⽤可再⽣的⽣物质材料作为原料⽣产PA成为缓解⽯油紧缺问题、可持续发展的⼀个重要⽅向。

（更多详情，请点击⽣物基尼龙⾏业、产业全分析，分享千亿级市场！⽣物基尼龙（PA)是以⽣物质可再⽣资源为原料，通过⽣物、化学及物理等⼿段制造⽤于合成聚酰胺的前体，包括⽣物基内酰胺、⽣物基⼆元酸、⽣物基⼆元胺等，再通过聚合反应合成的⾼分⼦新材料，具有绿⾊、环境友好、原料可再⽣等特性。

与传统⽯油基PA产品相⽐，⽣物基PA在⽣产过程中所产⽣的CO2，能够被植物在⽣长过程中消耗的CO2抵消，因此从整个⽣命周期来看，其碳排放量为零。

理论上⽣物基PA可以100%替代⽯油基PA。

由可再⽣的⽣物资源制备的纤维，即⽣物质纤维。

⽣物质纤维⼤致分为３类，依次为⽣物质原⽣纤维、⽣物质再⽣纤维和⽣物质合成纤维。

（想了解更多关于⽣物质纤维的信息，请点击最全解读：⽣物基纤维加⼯、分类及特点⽣物基PA纤维属于⽣物质合成纤维，分为完全⽣物基PA和部分⽣物基PA。

1955年法国ATO公司以蓖⿇油为原料制备⼗⼀氨基酸，然后聚合得到最早的⽣物基PA11。

经过⼏⼗年的研发，⼀些⽣物基PA已实现商品化，包括完全⽣物基PA11，PA1010，以及部分⽣物基PA610、PA410、PA1012、PA10T、PA56等。

尼龙分析报告1. 引言尼龙（nylon）是一种合成纤维，具有良好的力学性能、耐腐蚀性和耐磨性，被广泛应用于纺织、塑料、橡胶等领域。

本报告将对尼龙的特性、制备工艺、应用范围等进行分析和介绍。

2. 尼龙的特性尼龙具有以下主要特性：2.1 原材料尼龙的主要原料是通过聚合反应制得的聚合物。

常见的尼龙原料有尼龙66和尼龙6，分别由己二酸与己二胺以及己内酰胺制得。

这些原料具有良好的可塑性和强度。

2.2 物理性能尼龙材料具有良好的拉伸强度、弹性模量和抗冲击性能。

其强度和刚度可以通过调整聚合物的组成和处理工艺进行调整。

2.3 耐热性尼龙材料具有较高的耐热性，可以在高温下保持其物理性能。

一般情况下，尼龙可以耐受高达200℃的温度。

2.4 耐腐蚀性尼龙对化学品、油脂、溶剂等有较好的耐腐蚀性。

它可以在酸、碱等环境中长期使用而不受影响。

3. 尼龙的制备工艺尼龙的制备工艺包括以下步骤：3.1 原料处理尼龙的原料经过清洁、烘干等处理，以去除杂质和水分。

3.2 聚合反应将己二酸和己二胺或己内酰胺反应生成尼龙聚合物。

在高温和压力下，原材料中的官能团发生缩聚反应，形成聚合物链。

3.3 精细加工将聚合物经过熔融或化溶剂法加工成均匀的尼龙液体。

通过挤出、模压或纺丝等方法，将尼龙液体形成连续丝或块状。

3.4 成型处理将连续丝或块状尼龙进行拉伸、定型、冷却等处理，使其具备所需的物理性能和外观。

4. 尼龙的应用范围尼龙材料广泛应用于以下领域：4.1 纺织业尼龙纤维具有良好的韧性和耐磨性，被广泛用于制作各种织物、缝纫线、刷子等纺织品。

4.2 塑料制品尼龙具有优良的成型性能和物理性能，被广泛应用于制作注塑件、挤出膜、塑料管等。

4.3 橡胶制品尼龙可以增强橡胶材料的强度和耐磨性，提高橡胶制品的寿命。

常见的应用包括尼龙帘线、尼龙胎、尼龙垫片等。

4.4 其他领域尼龙还可以用于制作刷子、绳索、齿轮等各种工业零部件和机械件，以及高性能的功能材料等。

5. 结论尼龙作为一种优秀的合成纤维材料，具有良好的力学性能、耐腐蚀性和耐磨性，被广泛应用于纺织、塑料、橡胶等领域。

2024年生物基尼龙市场环境分析1. 引言本文对生物基尼龙市场环境进行了分析。

首先，概述了生物基尼龙的定义和特点。

然后，针对生物基尼龙在全球市场的发展情况进行了研究。

最后，通过对生物基尼龙市场的竞争环境、供需关系、政策法规和未来发展趋势等方面的分析，对其市场环境进行了评估。

2. 生物基尼龙的定义和特点生物基尼龙是一种由可再生生物资源制备而成的尼龙材料。

与传统尼龙相比，生物基尼龙具有以下特点：•可再生：生物基尼龙使用的原料来自可再生生物资源，减少了对石油等有限资源的依赖。

•可降解：生物基尼龙在自然环境中可降解，减少了对环境的污染。

•性能优良：生物基尼龙具有与传统尼龙相似的物理性能和耐化学性能。

3. 全球市场发展情况生物基尼龙市场在全球范围内呈现出快速发展的趋势。

以下是一些关键市场发展情况的概述：•市场规模扩大：随着环保意识的增强和可持续发展的要求日益提高，生物基尼龙市场的规模逐年扩大。

•应用领域广泛：生物基尼龙可应用于汽车、电子、纺织和包装等众多领域，市场需求潜力巨大。

•创新技术推动市场发展：新的生产工艺和技术的不断推出，使得生物基尼龙的性能和品质不断提高，进一步推动市场的发展。

4. 市场环境分析4.1 竞争环境生物基尼龙市场存在激烈的竞争。

主要竞争对手包括传统尼龙制造商、其他生物基塑料制造商以及替代材料制造商。

竞争主要集中在产品质量、价格和供应能力等方面。

4.2 供需关系生物基尼龙市场的供需关系受到多个因素的影响。

供给方面，原料供应、生产技术和生产能力是影响供给能力的主要因素。

需求方面，产业发展、环保政策和消费者需求是影响需求量的主要因素。

4.3 政策法规政策法规对生物基尼龙市场的发展起着重要的影响。

各国政府出台的环保政策和法规，如限制传统塑料使用、鼓励可持续发展和推动绿色生产等举措，对生物基尼龙市场的发展起到了积极的推动作用。

5. 未来发展趋势生物基尼龙市场的未来发展趋势可归纳为以下几个方面：•技术创新：新的材料研发、生产工艺和应用技术的不断创新将推动生物基尼龙市场的发展。

尼龙材料成分分析
尼龙是聚酰胺纤维，也就是锦纶的一种说法，世界上的首列合成纤维，但现实用到的尼龙制品都是需要添加各种添加剂、塑料配合制成的产品，才能满足市场需求。

一、尼龙简述
尼龙PA是可以长纤或短纤的聚酰胺纤维，具有良好的综合性能，包括机械性能、耐热性、耐磨性和自润滑性，它也具有低摩擦系数，和一定的阻燃性，易于加工，适用于玻璃纤维等的填充增强和改性，PA的品种很多，有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等。

二、尼龙的优点
1、重量轻易更换，方便操作。

2、耐磨性好，抗压强度高，使用寿命长。

3、自润滑性能优越，不粘料。

4、机械性能稳定好，易切削加工。

5、能满足长期露天作业的要求。

6、降低噪音和不伤对磨件。

7、切削性，使其很容易加工成型。

8、不导电，保证了施工安全。

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三、尼龙材料成分分析
尼龙是一种由酰胺连接组合成的缩合聚合物，具有较高的机械、抗拉和抗压强度，且韧性好，耐疲劳性能突出，软化点高和耐热优点，另外尼龙还可以用在各种衣料及针织品方面。

尼龙制品的配方主体是尼龙，外加添加剂，补充性能塑料，填料等经工艺成型。

生物基尼龙56车用工程应用评价叶士兵【摘要】对比研究了玻纤增强生物基PA56与广泛使用的玻纤增强PA66、PA6的基本物理性能、湿态性能、长期耐热以及耐化学性能,基于实验结果评估在车用工程应用中PA56替代PA66的可行性.PA56结构与PA66近似,酰胺基团密度比PA66和PA6高,分子内氢键的形成概率与PA6一样,仅为PA66的一半.因此,增强PA56的熔点(255.6℃)介于PA66 (263.3℃)和PA6 (220℃)之间,自然吸水率高于PA66(1.8％)和PA6(2.3％),达到2.6％,导致增强PA56的湿态强度下降和韧性提升最为显著.增强PA56经过150℃/1000h长期热氧老化后性能保持率与增强PA66和PA6相似,表现出优异的耐热性能.长期耐溶剂实验结果显示,增强PA56的耐水解(醇解)性能最差,但是耐变速箱油性能与PA66和PA6接近.鉴于上述结果,我们认为PA56由于其较高的吸水率和较差的耐水解(醇解)性能,尚不能完全替代PA66作为工程材料在汽车产品上应用,仍需要进一步的改性研究.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】6页(P6-11)【关键词】生物基尼龙56;吸水率;耐热性能;耐水解性能;耐油性能【作者】叶士兵【作者单位】上海金发科技发展有限公司,上海201714;江苏金发科技新材料有限公司,江苏昆山215300;江苏省高分子合金材料工程技术研究中心,江苏昆山215333【正文语种】中文【中图分类】TQ327.1聚酰胺俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团[-NHCO-]的热塑性树脂的总称。

尼龙是最主要的工程塑料之一，在五大通用工程塑料中产量居首位，其中，聚己二酸己二胺(PA66)和聚己内酰胺(PA6)产量最大、应用最广，大约占尼龙总消费量的90%以上[1-3]。

PA66是由等摩尔量的己二酸和己二胺缩聚而得的；PA6是由单体ε-己内酰胺经过开环聚合反应得到。

3种生物基尼龙纤维的制备及结构与性能伦瑞欣;李发学;王学利;俞建勇;刘修才;李乃强【摘要】分别选取PA510、PA512、PA612生物基树脂作为加工对象,通过熔融纺丝方法制备出相应的生物基尼龙纤维.利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA),以及力学性能和回潮率测试对纤维的结构与性能进行了系统研究.研究结果表明,3种纤维均为三斜晶系,熔点均高于200℃,热分解温度均超过400℃,纤维断裂强度随牵伸倍数的增大而增加,而初始模量变化不大.此外,纤维的回潮率随碳链长度的增加而降低.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】5页(P669-673)【关键词】尼龙纤维;晶体结构;热学性能;拉伸性能;回潮率【作者】伦瑞欣;李发学;王学利;俞建勇;刘修才;李乃强【作者单位】东华大学纺织学院,上海201620;东华大学纺织学院,上海201620;东华大学研究院,上海201620;东华大学研究院,上海201620;上海凯赛生物技术研发中心有限公司,上海201203;上海凯赛生物技术研发中心有限公司,上海201203【正文语种】中文【中图分类】TQ342长碳链尼龙在学术上并没有一个严格的定义,通常将碳链中亚甲基长度在10个以上的尼龙称为长碳链尼龙[1].此类尼龙除具有一般聚酰胺(PA)的性能(如良好的力学性能、耐磨性、润滑性、耐溶剂性和成型加工等)外,还具有密度相对较小、吸水率低、尺寸稳定性好、耐腐蚀、质地坚韧,抗疲劳和耐低温性突出等独特优点,因而一直受到广泛关注[2-3].国内外对长碳链尼龙的研究主要集中在合成表征、树脂结晶动力学及晶型转变等方面[4-5],对纤维的研究较少,尤其是PA510和PA512纤维的研究尚未见报道.目前市场上的尼龙几乎全部由石油化学法生产,由于不可再生的化石原料日渐枯竭,且成本较高,这种方法对环境造成严重的污染. 生物衍生化学品作为环境友好型材料有巨大的潜能去替代日渐耗尽的化石原料,因此用生物法替代石油法显得至关重要. 本文选用环境友好型材料生物基二元胺和生物基二元酸缩聚而成的PA510、PA512、PA612切片,通过两步熔融纺丝法分别制备出相应的生物基尼龙纤维,并对纤维的结构与性能进行研究.1.1 原材料PA510、PA512、PA612切片(上海凯赛生物技术研发中心有限公司),特性黏度分别为0.51、0.67、0.53 dL/g.1.2 生物基尼龙纤维的制备采用两步熔融纺丝法对尼龙切片进行纺丝.所用设备: 宁波贝斯特流体公司J2K-350GPW型冷冻式干燥机;德国Barmag公司GE8-30D型螺杆挤压机;日本ABE公司ABE 25型熔融纺丝机,36孔喷丝板,孔径为0.3 mm;日本TMT公司卷绕机.纺丝工艺参数如表1所示.将纺制的初生纤维进行牵伸定型,牵伸时热盘温度为60 ℃,热板温度为120 ℃,牵伸速度为200 m/min,牵伸倍数分别设置为3.0,3.3和3.5倍.1.3 生物基尼龙纤维性能测试(1) X射线衍射(XRD)测试.采用日本Rigaku D/Max-2550PC型X射线衍射仪,扫描角度为3°～50°,扫描速度为8°/min,铜靶(Cu,40 kV,200 mA),光波波长为0.154 nm.(2) 差示扫描量热(DSC)测试.采用美国Perkin-Elmer公司的DSC 4000型差示扫描量热仪,测试过程中采用氮气保护,氮气气流的流速为20 mL/min,采用密封的空坩埚作为参考物,称取约5 mg的纤维粉末置于铝坩埚中且密封.将样品自室温升至250 ℃,放置5 min,降至室温.升温速率为10 ℃/min,降温速率为20 ℃/min,记录这两个过程的DSC曲线.(3) 热重分析(TGA)测试.采用德国耐驰公司209F1型热重分析仪.称取约5 mg样品放入热重分析铂坩埚内.以10 ℃/min的升温速率将样品从室温升至600 ℃,整个测试过程采用氮气保护.(4) 拉伸回复性能测试.采用YG 061型纱线强伸度仪,根据GB/T 14344—2003试验方法设定测试参数.拉伸隔距为500 mm,预加张力为0.1 cN/dtex,拉伸速度为500 mm/min.拉伸至设定伸长率(ε=10%,15%,20%),仪器停止拉伸并松弛60 s,然后回复,测试次数为10次.试验在标准大气压条件下进行.(5) 回潮率测试.将长丝在恒温、恒湿室环境中平衡48 h.利用YG 777型全自动快速恒温烘箱对样品称重,每10 min称重一次,直至样品烘至恒重.2.1 XRD分析选取了牵伸倍数为3.0时制备的3种生物基尼龙纤维进行了X射线衍射分析,试验结果如图1所示.由图1可以看出,3种纤维均出现一个较宽的衍射峰,对应2θ为21°,说明这3种尼龙纤维具有相同的晶型.文献[6]研究表明,PA612在100 ℃以上等温结晶时为α晶型,且该晶型是PA612的一种稳定晶型,属于三斜晶系.由此可推测,PA510、PA512也是α晶型.这也表明,对3种生物基尼龙纤维而言,尽管碳链长度不同,但对纤维的晶型影响较小,这可能是它们碳链长度相差不大的缘故.2.2 热性能分析图2为3种纤维的DSC升温和降温曲线.由图2(a)可以看出，3种纤维均出现明显的熔融峰,其中PA512纤维出现两个DSC熔融峰,峰值对应温度分别为203和209 ℃,其中前者为主熔融峰.一般认为主熔融峰是由规整度较高的晶体和由低温下形成的不完善晶体熔融再结晶而形成的晶体熔融峰[6],209 ℃对应的熔融峰则可能是结晶过程中更完善的晶体熔融再结晶,再经熔融而形成.由图2(b)可见,PA512、PA612纤维在冷却过程中均出现尖锐的结晶峰,而PA510纤维则呈现较宽的结晶峰,表明其结晶过程时间较长.这可能是由于冷却速度较快,PA510的分子链段来不及结晶,从而导致结晶峰较宽.这也表明3种尼龙纤维大分子的结晶速度存在差别.XRD分析表明，3种尼龙均为α晶型，属于三斜晶系,因此，可用PA612纤维的完全结晶热焓225 J/g[7]作为PA510和PA512纤维的完全结晶热焓.3种纤维的DSC测试数据如表2所示.由表2可知,PA510与PA612纤维的熔点较为接近,约为210 ℃,显著高于PA512纤维的203 ℃.而PA512和PA510纤维的结晶度较为接近,但都显著低于PA612纤维的34.1%.为进一步分析生物基尼龙纤维的热稳定性,对3种纤维进行了TGA 测试,测试结果如图3所示,对应参数列于表2中.TGA曲线反映了试样的质量保持率随温度升高而变化的曲线.从图3可以看出,3种尼龙纤维的热分解曲线非常相似,对应热分解温度(td)和热分解速度最快时对应温度(tdmax,对应DTG曲线峰值温度)几乎一致,这说明碳链长度对尼龙的热稳定性几乎没有影响.3种纤维在358 ℃下有少量质量损失,损失率均小于3%,主要是由于纤维内部存在的少量水分及低分子物质受热,或是少量大分子链上的单体受热发生分解[8-9].在358～470 ℃快速失重,失重率接近100%,终止温度为600 ℃.较高的热分解温度有利于纤维的加工成形及扩大其产品的使用范围,为拓宽纤维的应用范围提供有利条件.2.3 拉伸性能分析为研究牵伸倍数对尼龙纤维断裂强度和断裂伸长率的影响,对3种纤维的拉伸性能进行了测试,结果如表3所示.由表3可知,同一种纤维随牵伸倍数的增大,纤维的线密度减小,断裂强度逐渐增加,而断裂伸长率总体呈下降趋势.在相同牵伸倍数下,PA612纤维具有较高的断裂强度,PA510纤维的断裂强度最低.此外还可看出,3种纤维的初始模量较为接近,表明尼龙分子结构中亚甲基含量对纤维模量影响不大.影响纤维力学性能因素较多,在本试验中,尽管纤维成形工艺参数基本一致,但尼龙树脂的相对分子质量及其亚甲基含量都对纤维力学性能产生影响.图4为定伸长下1次拉伸所得3种尼龙纤维的拉伸回复曲线.由图4可知,在定伸长10%时,3种纤维的拉伸回复曲线几乎均回到起始位置,表明3种纤维在此伸长下具有较好的回复性.不同纤维在不同定伸长值的弹性回复率测试结果如表4所示.由表4可知,滞后现象存在于所有的定伸长拉伸条件下,且随着定伸长值的增大,3种尼龙纤维的弹性回复率逐渐下降.这是由于塑性应变的存在使得所有的样品都不能回复到原来的位置.2.4 亲水性分析通过测试纤维的回潮率可以表征其亲水性能,PA510、PA512、PA612纤维的回潮率分别为2.1%,2.0%和1.6%,这说明纤维的回潮率随碳链中亚甲基含量的增加而降低.这是由于一方面，3种纤维分子链中亚甲基含量依次增多；另一方面，PA612纤维的结晶度较高,无定形区含量相对较低,水分子不易进入大分子内部.此外,3种纤维的回潮率均显著低于普通尼龙6纤维(4.5%),这表明3种尼龙纤维的亲水性较普通尼龙6纤维差,但仍显著高于普通涤纶纤维(0.4%).较高的回潮率有利于提高织物的穿着舒适性.本文采用熔融纺丝工艺制备了3种生物基尼龙纤维,并对纤维的结构与性能进行了系统研究.研究结果表明,牵伸倍数为3.0时,PA510、PA512、PA612纤维均属于三斜晶系,PA510纤维与 PA612纤维的熔点较为接近,显著高于PA512纤维的熔点.3种纤维的热分解温度接近,均在400 ℃以上,热稳定性较好.纤维的断裂强度随牵伸倍数的增大而逐渐增加,断裂伸长率总体呈下降趋势.3种纤维的初始模量较为接近,均为35～42 cN/dtex.3种纤维的回潮率低于普通尼龙6纤维的回潮率.【相关文献】[1] 徐忠波,董侠,房永民,等.长碳链尼龙的研究开发进展与应用[C]//2011年全国高分子学术论文报告会. 大连,2011.[2] 涂开熙,于福德.新型长碳链尼龙工程塑料[J].现代塑料加工应用,2001,13(5): 7-10.[3] 李馥梅.长碳链尼龙的研究开发与应用[J].化工新型材料,2006,34(12): 6-9.[4] TOSHIHO Y,TSUTOMU A,MASAAKI M,et al. Structure and mechanical properties of nylon 6.12 prepared by temperature slope crystallization Ⅰ： Crystallization of oriented spherulitic textures[J]. Journal of Macromolecular Science Part B,1997,36(6): 789-798.[5] TSUTOMU A,FRANCISCO J,BALTA C,et al. Structure and mechanical properties of nylon6.12 prepared by temperature slope crystallization II: Rolling deformation and microhardness of the oriented negative spherulite[J]. Journal of Macromolecular Science Part B,1997,36(6): 799-812.[6] 王玉东,付鹏,李晓光,等. 尼龙612的结晶及熔融行为[J]. 高分子材料科学与工程,2009,25(8): 84-86.[7] RUSU G,RUSU E. Evaluation of thermal and dielectric behavior of some anionic nylon 612 copolymers[J]. Materials and Design,2010,31: 4601-4610.[8] 田共有,苗蓉丽,肖亚洲. 热分析技术在区分常用尼龙材料中的应用[J]. 理化检验(物理分册),2009，45(1): 29-30.[9] 尚娜,王学利,俞建勇. 聚己内酰胺切片的热学及流变性能研究[J].合成纤维,2014,43(6): 1-5.。