超临界CO2流体处理对锦纶6纤维的影响

马跃起，龙家杰，赵建平， 程安康

(1.现代丝绸国家工程实验室，江苏 苏州 215123；2.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021；3.吴江飞翔印染有限公司，江苏 吴江 215228)

超临界CO2流体处理对锦纶6纤维的影响

马跃起1，2，龙家杰1，2，赵建平1，2， 程安康3

(1.现代丝绸国家工程实验室，江苏 苏州 215123；2.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021；3.吴江飞翔印染有限公司，江苏 吴江 215228)

采用X射线广角衍射(WAXS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和热失重-差式扫描量热(TAG-DSC)分析法，探讨了不同工艺条件(温度、压力、时间)下超临界CO2流体对锦纶6纤维结构、热稳定性和表面形态的影响。结果表明，不同工艺条件下的超临界CO2流体处理，可对锦纶6纤维的超分子结构、耐热性能、表面形态等产生一定程度的影响。

超临界CO2；锦纶6纤维；超分子结构；耐热性能；形态

超临界CO2流体是一种非极性的流体介质，它兼具有液体和气体的特性，如较低的黏度、易扩散、容易压缩，同时又具有液体般较高的密度，对极性溶质具有溶解能力，并对多孔性材质也表现出较强的渗透、增塑、溶胀等特性，尤其对多孔型纤维材料。从现有文献资料看[1-4]，与在传统水浴、湿热(如蒸汽)、干热空气等介质中的处理一样，纤维材料经超临界CO2流体处理时，往往也会引起其超分子结构或聚集态结构的变化，从而可能导致其机械性能、染色性能和服用性能的某些改变。因而探讨超临界CO2流体处理条件下流体对纤维自身结构和性能的影响，为超临界CO2流体中纺织品的染整加工提供理论依据，具有重要意义。

目前国内外对超临界CO2流体处理条件下涤纶纤维的聚集态结构与性能的影响已有较多研究[5-7]，但对由己内酰胺开环聚合或由脂肪酸和脂肪胺缩聚等而成的半结晶热塑性聚酰胺纤维(锦纶纤维)在超临界CO2流体处理条件下其聚集态结构与性能的变化，目前尚未有文献报道。

本研究以X射线广角衍射(WAXS)、FT-IR、SEM和热分析等方法及手段，着重探讨超临界CO2流体介质在不同温度、压力及处理时间条件下对锦纶6纤维聚集态结构、化学结构、热稳定性及纤维表面形态的影响。

1 实验部分

1.1 实验材料

锦纶6(PA-6)针织物，单位重量为60 g/m2；市售CO2工业气体(纯度大于99.6 %)等。

1.2 实验仪器及设备

纺织品超临界流体小样染色机(染色釜容积为1 L，最高工作温度400 ℃，最高工作压力40 MPa；可实现染色流体的循环，染后染料、气体的分离回收及系统的在线清洗等)，X射线衍射仪(D-max-3C，日本理学)，FT-IR红外光谱仪(Nicole magna FT-IR550)，TGA-DSC热分析仪器(SDT Q600，美国TA公司)，扫描电镜(S-4700，日本日立公司)等。

1.3 实验方法

1.3.1 锦纶6样品的超临界CO2流体处理

按照规定的工艺条件(如温度、压力、时间)将锦纶6织物中的纤维样品在超临界CO2流体系统中进行处理。处理结束时对系统缓慢减压后，取出处理样品，并在干燥器中平衡后备用。

1.3.2 样品的X射线粉末衍射测试

分别将不同工艺条件下的超临界CO2流体处理样品剪成粉末，在D-max-3C型X射线衍射仪上测试(λCuKa＝1.542，40 kV，30 mA)其衍射图谱，以用于分析不同条件下超临界CO2流体处理对锦纶6纤维中的结晶度及其晶体结构的变化情况。

1.3.3 样品的FT-IR红外光谱测试

分别将规定工艺条件下的超临界CO2流体处理样品剪成粉末，在FT-IR550红外光谱仪上采用KBr压片法测试其光谱图(各样品测试条件及用量一致)，用于分析锦纶纤维经超临界CO2流体处理后其大分子链的化学结构及超分子结构的变化。

1.3.4 样品的热分析测试

分别将一定工艺条件下的超临界CO2流体处理样品剪成粉末，在100.0 mL/min氮气保护条件下，以10 ℃/min的升温速率，于40～600 ℃范围内在SDT Q600热分析仪上对其进行TGA-DSC热分析测试，用以探讨超临界CO2流体处理对锦纶6纤维耐热稳定性能的影响。

1.3.5 纤维样品的扫描电镜分析

取一定工艺条件下经超临界CO2流体处理锦纶6针织物中的纤维样品，喷金后借助DXS-10A扫描电子显微镜(加速电压为15 kV，放大倍数为2 000)，观察锦纶纤维经超临界CO2流体处理前后的表面形态变化。

2 结果与讨论

2.1 超临界CO2系统中流体温度的影响

锦纶6纤维是一种半结晶的热塑性纤维，当在不同介质中进行热处理时，纤维的结构和性能变化往往表现出较大差异。由于超临界CO2流体介质具有明显区别于常规干热空气和湿热蒸汽介质的特性，故在压力为30 MPa，处理时间为2 h的条件下，探讨了超临界CO2流体处理温度对锦纶6纤维结构、热稳定性及表面形态的影响。

图1表明，锦纶6纤维为主要含α、γ晶形的混晶高聚物，在2θ为20°及24°附近分别为α晶形在(α1，200)晶面和(α2，002＋202)晶面上的特征衍射峰，而2θ为21°附近处则为γ晶形在(200)晶面上的特征衍射峰[8-10]；经不同温度的超临界CO2流体处理后，其晶形及衍射强度的变化表明，纤维聚集态结构发生了较明显的变化。

图1 不同温度条件下处理纤维的X射线粉末衍射图谱Fig.1 X-ray Diffraction Patterns of Fiber Treated with Different Temperature

处理前锦纶6纤维的结晶形态主要以γ晶形为主，α晶形比例较少。在经6O ℃的超临界CO2流体处理后，在2θ为21°附近处的特征衍射峰降低，而在2θ为20°及24°附近处的特征衍射峰增强，表明纤维中γ晶形比例减少，而α晶形比例提高；此外与处理前纤维的衍射峰相比，纤维整体衍射峰强度降低，表明纤维结晶度出现下降，这可能是由于在较低温度条件下，超临界CO2流体扩散进入纤维无定形区或/及准晶区后，主要表现为对锦纶6纤维的增塑膨化所致。

随着超临界CO2流体中处理温度的进一步提高，纤维中α晶形的各特征衍射峰强度相应增加，而且其α1(200)衍射峰位置(2θ)由60 ℃的23.3°逐步移至140 ℃的23.6°；同时γ晶形的特征衍射峰也相对出现增强趋势，尤其在140 ℃的处理条件下。此外随处理温度升高，纤维整体衍射峰强度也出现增强，尤其当高于120 ℃时已大大超过处理前纤维。上述表明随着超临界CO2流体处理温度的升高，锦纶6纤维大分子链在超临界CO2流体中发生了重结晶行为，分子链排列更为有序和紧密，纤维结晶度及晶体尺寸增大，α晶形的结晶完整性得到不断提高。

图2表明，在锦纶6纤维大分子的FT-IR特征振动光谱中，3 300 cm-1波数处为N—H及O—H的伸缩振动偶合峰，2 950 cm-1及2 850 cm-1分别为C—H的反对称及对称伸缩振动峰，1 640 cm-1处为酰胺Ⅰ(γC＝O)的伸缩振动峰，1 540 cm-1处为酰胺Ⅱ[δN-H(面内)及γC-N]的偶合峰，1 260～1 300 cm-1处为酰胺Ⅲ[γC-N及δN-H(面外)]的振动峰，9 30cm-1处的振动峰则与锦纶6纤维大分子的结晶态有关[11]，600～700 cm-1处为C—H的平面摇摆振动及N—H的面外弯曲振动偶合峰。随着超临界CO2流体处理温度的改变，纤维的特征振动峰也出现了一定变化。当超临界CO2流体处理温度为60 ℃时，图2显示锦纶6纤维大分子中的N—H伸缩振动特征峰由处理前的3 300 cm-1向高波数方向移至3 310 cm-1处，同时其振动峰变窄，强度出现明显减弱；其酰胺Ⅰ的特征峰出现分峰(分别为1 670 cm-1和1 630 cm-1)，酰胺Ⅱ的特征峰则移向低波数1 530 cm-1处，同时此温度下各特征峰强度也明显减弱，尤其在928 cm-1处与纤维结晶态有关的特征峰也相应减弱。这表明在较低温度条件下，CO2流体对锦纶6纤维增塑膨化后，其结晶度降低，纤维大分子链间的氢键作用减弱，分子链上的N—H缔合作用减小所致。此外酰胺Ⅰ的特征峰出现的分峰现象可能是由于大分子链发生了重结晶及晶形转变等引起。

而当超临界CO2流体温度为100 ℃时，锦纶6纤维大分子中的N—H伸缩振动峰又向低波数方向移至3 300 cm-1处，且振动峰变宽，峰强增大；同时其酰胺Ⅰ的特征峰强度也明显增加，并重新在1 640 cm-1处出现单峰。此外，1 540 cm-1(酰胺Ⅱ)、928 cm-1处(与纤维结晶态有关)的特征峰也相应增强。这表明随着超临界CO2流体温度的适当升高，锦纶6纤维大分子链又发生了重结晶，纤维分子链间N—H与C＝O的氢键作用增强。随着处理温度从100 ℃向120、140 ℃进一步升高，纤维大分子链上N—H的伸缩振动峰强度又明显减弱，而且向高波数方向移至3 310 cm-1；酰胺Ⅰ的特征峰出现分峰现象(分别为1 660、1 630 cm-1)，且强度相应减弱；同时除928 cm-1处(与纤维结晶态有关)的特征峰出现增大外，其他如酰胺Ⅱ等特征峰峰强也出现降低。这表明随着处理流体的温度进一步升高，纤维结晶度增加，且其晶形向α晶形转变，因而纤维晶区中晶体尺寸增大，α晶形的单位晶胞中纤维大分子的单元链接数大大增加，同时纤维大分子链沿纤维轴向排列的比例增加，分子间链段排列更为紧密，从而可能由于各官能团原子间键力常数、偶极矩变化，以及相邻原子的场效应等，引起各特征峰的变化，而且也可能由于晶体力场作用，使纤维链段振动与晶格振动出现偶合，从而导致酰胺Ⅰ的特征峰分裂。

图2 不同温度条件下处理纤维的FT-IR图谱Fig.2 FT-IR Spectra of Fiber Treated with Different Temperature

同时图2也显示，在超临界CO2流体各处理温度条件下，无明显的新特征振动峰出现，说明在实验温度变化范围内，纤维大分子链的化学结构所受影响较小。

图3中各样品的TGA-DSC热分析表明，经60 ℃的超临界CO2流体处理后，锦纶6纤维的耐高温热分解稳定性有所降低，其TGA曲线显示纤维的高温热降解由处理前的一步变为两步，且其起始分解温度提前；其DSC熔融分解曲线显示，处理前纤维的玻璃化温度(Tg)为66.9 ℃，60 ℃处理后其可能已移至更低温度处，而晶体熔融峰峰顶温度由处理前的221.2 ℃移至220.0 ℃，其分解峰明显分裂为双峰，其中主分解峰由处理前纤维的431.3 ℃下降至352.7 ℃，另一肩峰为380.3 ℃。由于60 ℃的超临界CO2流体主要对锦纶6纤维起增塑膨化作用，其结晶结构发生变化，结晶度降低，晶形发生明显改变，故其晶体熔融峰温度、高温耐热分解性等发生变化。

但随着超临界CO2流体处理温度升高到140 ℃时，锦纶6纤维的TGA-DSC分析显示，其热稳定性又得到较大改善。140 ℃的TGA曲线显示，纤维的热失重曲线与处理前相近，高温热分解为一步降解，但在450 ℃以上温度范围时，其热分解更为彻底。而DSC熔融分解曲线表明，经140 ℃处理后其Tg升高至68.6 ℃，晶体熔融峰峰顶温度为221.7 ℃，较处理前略高，但其高温热分解峰在偏低温度处(403.7 ℃)出现一个明显的分峰，而主分解峰峰顶温度为430℃。这可能由于在较高温度的流体处理过程中，锦纶6纤维发生重结晶现象，使纤维晶区、准晶区中结晶更为完善，结晶度得到提高，同时晶体形态的转变也有利于纤维热稳定性的改善。

图3 不同温度条件下处理纤维的热分析图谱Fig.3 TGA-DSC Curves of Fiber Treated with Different Temperature

图4中各样品的SEM表面形态观察显示，处理前锦纶6纤维表面具有较多的、可能为低聚物等形成的晶体状附着物，同时纤维表面形态较为粗糙。经60 ℃的超临界CO2流体处理后，纤维表面的晶体状附着物明显减少，而且在纤维表层有少量凹槽或孔洞出现。随着温度升高到140 ℃时，晶体状附着物几乎完全被去除，而且凹槽或孔洞增多。这分析是由于超临界CO2流体对纤维表面附着或表层残留的低聚物等结晶物具有一定的溶解作用所致，而且随处理温度升高，纤维大分子链段的运动加剧，低聚物等不断向表面迁移并溶解，故其在纤维表面、表层出现减少或消失的同时，也在纤维表面留下较多凹槽或孔洞。

图4 不同温度条件下处理纤维的SEM图谱Fig.4 SEM Micrographs of Fiber Treated with Different Temperature

2.2 超临界CO2系统中流体压力的影响

超临界CO2流体压力改变时，会直接导致流体密度的变化，尤其在其临界点附近。不同密度的流体，对物质的溶解性，与纤维大分子间的作用程度，对纤维的增塑膨化及结晶情况的影响都有差异。因而，超临界CO2流体压力的改变，会对纤维结构及性能产生不同影响。为此，在温度为120 ℃，处理时间为2 h的条件下，探讨了超临界CO2流体压力变化对锦纶6纤维的影响。

图5中各样品X射线粉末衍射图谱表明，随着超临界CO2流体压力增加，锦纶6纤维的结晶度出现降低，尤其当流体压力为34 MPa时，纤维的结晶度与处理前相比下降明显。但当流体压力小于30 MPa时，随流体压力降低纤维结晶度出现增大，尤其当流体压力低于24 MPa时，其结晶度提高明显。同时图5也表明，在各试验压力条件下，处理纤维的晶形都由处理前的γ形为主转变为以α形为主的混合晶形，而且随流体压力越低，结晶度越高，α晶形的比例越大。这表明在较低压力流体条件下处理，有利于锦纶6纤维发生重结晶，从而提高了纤维的晶区比例；而在较高压力的流体中，则主要表现为对纤维大分子结构的增塑膨化作用，使其结晶度降低。此外图5也表明锦纶6纤维在流体中处理时，其原有的γ晶形不够稳定，易向α晶形转变，使其晶区中的晶粒尺寸和结晶密度也得到提高。

图5 不同压力条件下处理纤维的X射线粉末衍射图谱Fig.5 X-ray Diffraction Patterns of Fiber Treated with Different Pressure

图6中的FT-IR图谱表明，与处理前相比，当其在24 MPa的较低压力流体中处理后，纤维中N—H伸缩振动峰移至3 320.1 cm-1高波数处，同时其N—H、C—H、酰胺Ⅰ(γC＝O)、酰胺Ⅱ(δN-H)等特征峰振动强度降低。这与在较低压力条件下纤维结晶度提高，而且其α晶形比例增加，尤其可能与α2(002，202)晶面中大分子链的反平行排列占优势有关[8，10]。随着流体压力升高到30 MPa时，其N—H伸缩振动峰又移至3 310.0 cm-1的低波数处，且各特征峰振动强度都出现增大，这可能由于在较高压力系统中，CO2流体主要对纤维发生增塑膨化，使其结晶度降低，无定形区比例增大，同时分子链段取向性依然较好，致使大分子间氢键缔合作用增强所致。此外图6还表明，经超临界CO2流体处理后无明显的新特征峰产生，表明超临界CO2流体处理对纤维的化学结构影响较小。

图6 不同压力条件下处理纤维的FT-IR图谱Fig.6 FT-IR Spectra of Fiber Treated with Different Pressure

图7中各样品的TGA-DSC热分析表明，经不同压力条件下的超临界CO2流体处理后，纤维的耐热性能有较大变化。当流体压力为24 MPa时，其TGA曲线显示，纤维的热分解失重温度提前，且随温度升高，其热降解更为彻底；DSC熔融分解曲线显示，处理样品的玻璃化温度为74.8 ℃，高于处理前的66.9 ℃，其晶体熔融峰峰顶温度为416.7 ℃。这可能与较低压力条件下流体处理后，纤维晶区比例增大，大分子链排列紧密及其晶形的改变有关。

图7 不同压力条件下处理纤维的热分析图谱Fig.7 TGA-DSC Curves of Fiber Treated with Different Pressure

当流体压力增大到34 MPa时，其TGA曲线的高温热分解失重温度有所改善，且在高温阶段热分解也较处理前彻底。但其DSC熔融分解曲线显示，纤维的玻璃化温度为69.8 ℃，比24 MPa处理样品的低，但较处理前有所提高；其晶体熔融峰峰顶温度与处理前纤维的接近，高温热分解主峰峰顶温度为434.4 ℃，较处理前略有提高，但其肩峰则向低温方向移至408.3 ℃，且峰变弱。由于增大系统压力，提高了流体的密度，故其对纤维大分子链的作用增强，从而可能引起纤维链段的重排并使相互间的氢键作用增强，进而也可能改变纤维的热性能。

图8中各样品的SEM表面形态观察显示，与处理前纤维的表面形态相比，当流体压力由20 MPa增大到24 MPa时，其表面附着的低聚物等物质明显减少，纤维表面变得更为光洁。但随流体压力继续增大到30 MPa时，纤维表面出现较明显的凹槽或孔洞。这可能是由于流体压力的进一步增加，使流体密度增大，对纤维表层甚至内部残留的低聚物等的溶解加剧所致。

图8 不同压力条件下处理纤维的SEM图Fig.8 SEM Micrographs of Fiber Treated with Different Pressure

2.3 超临界CO2系统中流体处理时间的影响

在恒定压力和温度条件下，超临界CO2系统中处理时间的长短，可能直接对纤维的聚集态结构、耐热特性、表面形态等产生影响。为此，在流体压力为30 MPa，温度为120 ℃的工艺条件下，探讨了处理时间对锦纶6纤维结构等的影响。

图9中各样品X射线粉末衍射图谱显示，与处理前相比，随着处理时间由2 h延长到5 h，纤维的结晶衍射峰增强，处理后纤维结晶度明显增大，同时晶区中α晶形的比例得到提高，而γ晶形比例相对下降。这表明随流体处理时间延长，纤维发生了重结晶，其晶粒尺寸、大分子链的结晶密度增大。这分析是由于随超临界CO2流体中处理时间的延长，纤维大分子链段进行重排和重结晶更为完善的结果。

图10中各样品的FT-IR图谱表明，在处理时间为2 h时，纤维大分子链上的N—H伸缩振动峰变得更为尖锐，而且各特征峰的振动强度比处理前增强，这可能由于在2 h的处理条件下，纤维中分子链发生重排及其γ晶形向α晶形转变后，晶体的排列及无定形区中大分子链有序度增加，分子间作用增强所致。当处理时间延长至5 h时，其N—H伸缩振动特征峰移至3 310 cm-1高波数处，同时其各特征振动峰强度降低。这可能由于纤维大分子链发生了进一步重结晶，结晶度大大提高，大分子链排列更为紧密，也可能由于晶体力场作用的结果，使各官能团原子间振动幅度下降所致。同时随着结晶度提高，可能由于晶体晶格振动的影响，其图谱更为精细，在酰胺Ⅰ(γC＝O)处出现分峰。图10还显示，在超临界CO2流体的处理时间改变时，无明显的新振动峰出现，表明在实验温度变化范围内，对纤维大分子链的化学结构影响较小。

图9 不同时间条件下处理纤维的X射线粉末衍射图谱Fig.9 X-ray Diffraction Patterns of Fiber Treated with Different Time

图10 不同时间条件下处理纤维的FT-IR图谱Fig.10 FT-IR Spectra of Fiber Treated with Different Time

图11中各样品的TGA-DSC热分析图谱表明，随处理时间的延长，锦纶6纤维的热失重起始温度提前，而且其高温热分解过程明显分为两个阶段，在高温区热降解也变得更为彻底。DSC熔融分解曲线表明，当处理时间为2 h时，纤维的Tg由处理前的66.9 ℃升高到78.4 ℃，继续延长处理时间到 5 h时，其Tg峰减弱以至于无法检测。同时DSC曲线显示，随流体处理时间由2 h延长到5 h时，其高温热分解峰分峰现象明显，且其峰顶温度移向低温方向。随着处理时间的延长，纤维结晶度增大，无定形区中纤维链段的热运动阻力增大，从而引起Tg提高，甚至于仪器无法检出；同时在流体处理过程中，纤维结晶度提高的同时，其晶形发生转变，晶体尺寸、结晶密度增大后，可能在高温区对温度更为敏感，因而引起其高温耐热稳定性的变化。图12中各样品表面形态的SEM图谱显示，与处理前的锦纶6纤维相比，在超临界CO2流体中处理30 min时，纤维表面的低聚物等附着物由于流体的溶解作用，已明显减少，纤维表面变得光洁。随处理时间延长到5 h时，低聚物等附着物进一步减少，同时由于纤维大分子链的不断运动、低聚物等的不断迁移和在流体中不断溶解，并纤维表层出现较为明显的凹槽或孔洞。

图11 不同时间条件下处理纤维的热分析图谱Fig.11 TGA-DSC Curves of Fiber Treated with Different Time

图12 不同时间条件下处理纤维的SEM图Fig.12 SEM Micrographs of Fiber Treated with Different Time

3 结 论

1)超临界CO2流体系统中处理温度在60～140 ℃范围内变化时，对锦纶6纤维的聚集态结构、红外振动图谱、热性能、表面形态等的影响较为明显。纤维的X射线粉末衍射显示，在较低温度条件下，超临界CO2流体主要对纤维起增塑膨化作用，随处理温度提高，纤维链段发生重结晶现象明显，且结晶度增大。同时在试验温度条件下的超临界CO2流体中，纤维中的γ晶形易向α晶形转变，晶粒尺寸增大，结晶密度增高。随锦纶6纤维聚集态结构的改变，从而也导致纤维的FT-IR图谱发生一定变化，但在试验温度范围内，纤维大分子链的化学结构所受影响较小。TGA-DSC联合热分析表明，由于较低温度条件下超临界CO2流体的增塑膨化作用，纤维的耐高温热分解稳定性降低，而经高温流体处理后，纤维的耐高温热分解性能较低温处理时有明显提高。扫描电镜(SEM)观察显示，不同温度条件下的超临界CO2流体对纤维表面的低聚物等附着物都具有溶解萃取作用，而在较高温度条件下，由于纤维表层及其内部残留低聚物等的溶解去除，在纤维表层形成明显的凹槽或孔洞。

2)超临界CO2系统中流体压力变化对锦纶6纤维的聚集态结构、红外振动图谱、热性能、表面形态等也有较大影响。随超临界CO2流体压力增大，纤维结晶度降低，此时增压条件下的超临界CO2流体主要表现为对纤维的增塑膨化。但流体压力在30 MPa以下时，与处理前相比，纤维结晶度提高，而且随压力降低，其结晶度提高更明显，同时晶形也转变为α晶形为主，晶粒增大。FT-IR光谱显示，随纤维中大分子链排列及相互作用、结晶度、晶形等改变，其主要特征峰及振动强度也相应变化。TGA-DSC热分析表明，在较低压力的超临界CO2流体处理后，锦纶6纤维的Tg升高，但其耐高温热分解温度有所降低。纤维表面形态的SEM观察表明，随超临界CO2流体压力增大，CO2流体对纤维表层及内部残留低聚物等的溶解去除能力增强，当纤维经较高压力的超临界CO2流体处理后，纤维表层出现较明显的凹槽或孔洞。

3)超临界CO2流体系统中处理时间对锦纶6纤维的聚集态结构、红外振动图谱、热性能、表面形态等也产生较大影响。X射线粉末衍射分析表明，随超临界CO2流体系统中处理时间延长，锦纶6纤维中大分子链段重结晶明显，结晶度及晶区中α晶形比例增高，纤维结晶密度、晶粒尺寸增大。受晶体力场、大分子链重排等影响，其FT-IR图谱也出现相应变化，处理时间延长到5 h时，纤维特征峰振动强度减弱。TGA-DSC热分析表明，随超临界CO2流体中处理时间延长，纤维的Tg升高，但其耐高温热分解稳定性出现降低，且高温区的热降解更为彻底。纤维表面形态的SEM观察表明，随处理时间延长，超临界CO2流体对纤维上的低聚物等溶解去除更明显，长时间处理后纤维表面出现残留的孔洞或凹槽等特征。

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Effects of Supercritical CO2 Fluid Treatment on Polyamide-6 Fibers

MA Yue-qi1,2, LONG Jia-jie1,2, ZHAO Jian-ping1,2, CHENG An-kuang3

(1.National Engineering Laboratory for Modern Silk, Suzhou 215123, China; 2.College of Textile and Clothing Engineering, Soochow University,Suzhou 215021, China; 3.Wujiang Feixiang Printing & Dyeing Co., Ltd., Wujiang 215228, China)

At different temperature, pressure and time, the effects of supercritical CO2fluid treatment on the structure, thermo-stability and morphology of polyamide-6 fibers were investigated by WAXS, FT-IR, SEM and TAG-DSC. The results indicate that the supermolecular structure, thermo-stability and the morphology of nylon-6 fiber were changed in some degree at various treatment conditions.

Supercritical carbon dioxide; Polyamide-6 fiber; Supermolecular structure; Thermo-stability;Morphology

TS190.645

A

1001-7003(2010)09-0004-07

2009-12-22

2008年江苏省第十一批科技创新与成果转化(重大科技支撑与自主创新)专项引导资金项目(BE2008066)；苏州大学在职获得博士学位人员科研资助项目(Q4115806/14115806)。

马跃起(1983－ )，男，硕士研究生，研究方向为纺织品的超临界流体染整技术等。通讯作者：龙家杰，副教授，longjiajie@suda.edu.cn。