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尼龍家族的新成員——PA56纖維

尼龍家族的新成員——PA56纖維

發布日期:2021-08-04 作者: 點擊:



尼龍56(PA56)


英文名:Polyamide56 or Nylon56;簡稱:PA56。尼龍56由戊二胺和己二酸縮聚而成,戊二胺的提取可以來自天然生物中。其分子結構式為:
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環保、性能佳、能提高終端織物的舒適性。它的吸水率、玻璃化溫度、強度、柔軟度、吸濕性、回彈性都優于尼龍6、尼龍66、滌綸的部分產品。

 1. 原料來源 


尼龍56是由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成的聚己二酸戊二胺。生物基戊二胺可通過微生物發酵獲得,也可通過全細胞法構建大腸桿菌系統直接將賴氨酸轉換成戊二胺。

L-賴氨酸是戊二胺的直接前體,傳統的賴氨酸生產菌種以谷氨酸棒狀菌和大腸桿菌為出發菌,賴氨酸脫羧制備戊二胺,反應如圖1所示。相比傳統工藝,生物法制取二元胺的成本明顯降低,生產效率大幅提高,生產生物基戊二胺過程所排放的溫室氣體大大減少,環境效益相當可觀。


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圖1 賴氨酸脫羧反應


 2. 工藝技術 


PA56是聚己二酸戊二胺的簡稱,由己二酸和戊二胺合成而來,其制備過程是先將己二酸和戊二胺在水溶液中成鹽,制備得到PA56鹽水溶液,隨后在一定溫度、壓力條件下,經預聚合、前聚、終聚后獲得PA56切片,所獲PA56切片通過熔融紡絲獲得PA56纖維,也可用于加工成塑料制品。


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圖2 PA56聚合過程



 3. 性能特點 


3.1 原料指標

3.1.1 戊二胺技術指標


表1 戊二胺技術指標

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戊二胺的純度對PA56鹽的質量有著極大的影響,進而影響PA56的性能,戊二胺優等品要求純度≥99.9,其純度主要通過GC-MS、LC-MS等檢測手段來分析。


3.1.2 PA56鹽技術指標


表2 PA56鹽技術指標

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PA56鹽,即己二酸戊二胺鹽。工業上為了己二酸和戊二胺以等摩爾比進行反應,一般先制成PA56鹽后再進行縮聚反應,通常是做成鹽的水溶液。PA56鹽品質的好壞決定了PA56切片的質量。


3.1.3 紡絲級PA56切片指標


表3 紡絲級PA56切片指標

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紡絲級PA56切片可參考紡絲級PA6與PA66的標準,對相對粘度、水分、色相、端胺基含量、黑粒等提出了要求。


3.2 PA56纖維指標


在紡織服裝行業,生物基聚酰胺56纖維可廣泛用于民用絲,還可應用于產業用紡織品。PA56纖維目前有長絲、短纖紗和空氣變形紗(BCF)等品類,其中長絲包括拉伸變形絲(DTY)及全拉伸絲(FDY)等產品,常規技術指標見表4-7。


表4 PA56長絲技術指標

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表5 PA56短纖技術指標

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表6 PA56工業絲技術指標

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表7 PA56 BCF技術指標

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3.3 PA56纖維的性能特點


PA56纖維的基本組成物質是通過酰胺鍵—[NHCO]—連接起來的脂肪族聚酰胺,其繼承了聚酰胺類纖維的基本特點,同時由于其碳原子比例的不同,導致氫鍵結構,分子鏈結構致密程度等與常規PA6、PA66有所區別,因此,PA56纖維也擁有獨特的優勢。


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圖3 PA56纖維的性能特點


表8 不同纖維性能對比

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3.3.1 優異的物理性能


PA56與PA6、PA66密度相當,與滌綸、PTT相比,密度明顯小,具有質輕特點。PA56的玻璃化溫度為45℃~50℃,低于PA66的55℃~60℃,遠低于滌綸的70℃~75℃;PA56的柔軟度接近羊絨,混紡產品手感更好、更柔軟。PA56的熔點在 260℃左右,接近PA66和滌綸的熔點,遠高于PA6 的熔點,可以在140℃以下長期使用。PA56強度接近PA66,高于滌綸,比棉花高1~2倍、比羊毛高4~5倍,是粘膠纖維的3倍。PA56 耐磨性比棉花、羊毛、粘膠纖維好,在混紡織物中加入此類纖維,可大大提高其耐磨性、延長使用壽命、降低使用成本。


3.3.2 優異的染色性能


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圖4 PA56染色性能表征


PA56纖維可用弱酸性染料、活性染料及極性較強的分散染料進行染色。在其分子結構中,主鏈段上的碳原子數量與PA6、PA66相近,但較PA66的二元胺少了1個碳原子,使得原本在PA66中可以生成氫鍵的部位存在游離狀態的氫和氧,從而增加PA56的染色位點,且新增的羰基和氨基可促進纖維對水的吸收和內部遷移,使PA56的可染性提高,染色溫度比PA66低,上色率高。


3.3.3 吸濕導濕性能優異,親膚性能好


PA56 標準回潮率大于 5%,遠高于滌綸的回潮率0.4%,甚至比PA66及PA6的回潮率4%-4.5% 還高,優異的吸濕排汗率大大提升了穿著舒適度,夏季增加了服裝的涼爽性,冬季減少了靜電的產生。


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圖5 PA56抗靜電性能分析


 4.  應用領域 


4.1 軍用服裝


PA56纖維具有高強耐磨、本體阻燃、吸濕快干、易染、高色牢度、輕量柔軟等優點,能夠滿足不同類別服裝的穿用需求?,F在部隊使用的服裝,磨3000次就磨壞了,但用PA56纖維制造的服裝,耐磨次數可達10000次,并且它的熔點是260 ℃,與滌綸接近,且有良好的阻燃性;在冬季氣溫較低時,滌綸會變硬,穿著不舒適, PA56 纖維耐氣候性好,是優良的軍服纖維材料,已被解放軍總后勤部列為部隊換裝的主要纖維材料之一。


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4.2 產業用紡織品


PA56纖維具有強度高、耐高溫、尺寸穩定等特點,在產業用領域主要作為簾子布,用于輪胎等橡膠制品的骨架織物,安全氣囊、漁網絲、纜繩等也在其應用范圍內。


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4.3 地毯絲


PA56纖維本質阻燃特性好,在耐磨性和染色鮮艷度上相對于傳統聚酰胺纖維有優勢,其強度、吸濕性均比PA6、PA66好,蓬松度高,且阻燃性優于PA6、PA66,在地毯的應用上有著廣闊的市場前景。


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編寫丨東華大學材料科學與工程學院 王華平教授

東華大學紡織協同創新中心 吉鵬博士

審稿丨天津科技大學副校長 程博聞教授


本文網址:http://www.designetage.com/news/679.html

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