增強尼龍吸水后,,許多性能發(fā)生變化,許多性能變化與吸水有關(guān),。
1.結(jié)晶度和晶體結(jié)構(gòu)
由增強尼龍制造商提供的增強尼龍的晶體學研究發(fā)現(xiàn),,增強尼龍是半結(jié)晶材料,成型后包含結(jié)晶和非晶區(qū)域,。在晶體區(qū)域,,分子鏈呈平面鋸齒狀構(gòu)象,鏈間通過酰胺鍵形成氫鍵,。在非晶態(tài)區(qū)域,,分子鏈構(gòu)象是隨機的,大多數(shù)酰胺鍵不相互作用形成氫鍵,,氫鍵處于“自由”狀態(tài),,但不排除在少數(shù)區(qū)域形成局部氫鍵。
在早期的研究中,,增強尼龍的結(jié)晶度通常通過密度來估計,。增強尼龍的密度高于水。吸水后,,兩種材料的密度和結(jié)晶度增加,。拉伸取向的增強尼龍材料往往含有γ晶。結(jié)果表明,,吸水后尼龍材料的強度有所提高,,γ晶型比降低,,α晶型比增加,且更穩(wěn)定,。
2.機械性能和分子運動
吸水后增強尼龍的力學性能發(fā)生明顯變化。主要原因是硬度,、模量和抗拉強度降低,屈服點降低,,沖擊強度提高。用核磁共振,、動態(tài)機械弛豫和介電損耗等方法研究了增強尼龍的分子運動。結(jié)果表明,,增強尼龍的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(TG)對水敏感,吸水后TG顯著降低,。同時發(fā)現(xiàn),,隨著吸水率的增加,,TG降低的過程是分階段的,。初期下降很快;當吸水質(zhì)量分數(shù)超過一定值時,,其下降緩慢。
3.尺寸變化
增強尼龍吸水后體積膨脹。膨脹過程中,,材料尺寸的變化與吸水率的變化并不全部同步。隨著吸水率的變化,,增強尼龍纖維的膨脹先快后慢,;增強尼龍膜則相反,。拉伸取向后,,樣品的膨脹是各向異性的,。在拉伸方向上膨脹明顯。結(jié)果表明,在拉伸作用下,,增強尼龍的分子間氫鍵取向沿拉伸方向接近,。因此,,認為增強尼龍的吸水膨脹沿分子間氫鍵方向明顯。
4.熱定型方法
在增強尼龍纖維的生產(chǎn)中,有濕熱定型和干熱定型兩種方法,。發(fā)現(xiàn)在相同結(jié)晶度下,,干熱定型試樣的吸水率小于濕熱定型試樣的吸水率。濕熱定型試樣的染色性能較好,。