高温高湿环境下紫外老化对氨纶结构及性能的影响

作     者：游革新 钟艳萍 肖泽润 杨波 周秀文 You Gexin;Zhong Yanping;Xiao Zerun;Yang Bo;Zhou Xiuwen

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 中国工程物理研究院四川绵阳621000 

出 版 物：《工程塑料应用》 (Engineering Plastics Application)

年 卷 期：2018年第46卷第5期

页      面：23-27页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金项目(U1430107) 

主　　题：氨纶 紫外老化 结构 力学性能 

摘      要：使用QUV紫外耐候试验机进行老化实验,研究了高温高湿环境下紫外老化对氨纶力学性能及微观结构的影响,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热、X射线衍射及力学性能分析探究氨纶紫外老化规律及机理,结果表明:随老化时间增加,N—H基氢键化程度变大,C—N键断裂,侧链上甲基脱氢变为更加活泼的亚甲基;氨纶热性能不断下降,玻璃化转变温度(Tg)不断升高且微相分离程度变差;结晶度在老化初期变化较小,呈先增后减的趋势,在老化150 h达到峰值。紫外老化后的氨纶,断裂伸长率及断裂强力在老化初期(0~50 h)下降明显,随后缓慢上升,分别在200 h及150 h骤降;老化前后氨纶弹性模量与结晶度变化趋势近似,弹性模量先增后减,在老化100 h达到峰值,300%弹性回复率不断下降。FTIR图谱1 110 cm^(-1)处显示氨纶老化前后醚基无显著变化,而1 710 cm^(-1)处样品吸水后产生的C=O基峰及3 317 cm^(-1)处因紫外光照C—N键断裂而引起的N—H吸收峰明显变弱,证明氨纶紫外老化本质是紫外光解及水解的协同作用,温度起到加速老化作用。