增強(qiáng)尼龍吸水后,各種性能發(fā)生變化,許多性能變化與吸水有關(guān)。
1.結(jié)晶度與晶體結(jié)構(gòu)
增強(qiáng)尼龍生產(chǎn)商對增強(qiáng)尼龍的晶體學(xué)研究發(fā)現(xiàn),所有增強(qiáng)尼龍均為半晶態(tài)原料,成型后有結(jié)晶和非晶態(tài)區(qū)域。在晶體區(qū)域,分子結(jié)構(gòu)鏈呈平面之字形,鏈間根據(jù)酰胺鍵建立共價(jià)鍵。在非晶態(tài)區(qū)域,分子結(jié)構(gòu)的鏈構(gòu)型是不規(guī)則的。大多數(shù)酰胺鍵不相互作用產(chǎn)生共價(jià)鍵,這是“隨機(jī)的”,但局部共價(jià)鍵建立在少數(shù)區(qū)域。
在最初的分析中,增強(qiáng)尼龍的粒度通常是根據(jù)硬度來估計(jì)的。增強(qiáng)尼龍的硬度高于水。吸水后,兩種材料的相對密度和晶粒度均增大。拉辛的理解加強(qiáng)了尼龍?jiān)希ǔ:幸恍│镁w。結(jié)果表明,尼龍?jiān)衔髲?qiáng)度提高,γ-結(jié)晶度降低,α-結(jié)晶度越大,尼龍?jiān)系膹?qiáng)度越穩(wěn)定。
2.力學(xué)性質(zhì)與分子運(yùn)動(dòng)
吸水后增強(qiáng)尼龍的物理性能發(fā)生顯著變化。最重要的是強(qiáng)度、應(yīng)變速率和抗拉強(qiáng)度降低,屈服極限降低,沖擊抗壓強(qiáng)度增加。增強(qiáng)尼龍分子熱運(yùn)動(dòng)的科學(xué)研究包括磁共振、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)、弛豫和介電損耗。增強(qiáng)尼龍制造商提供關(guān)于增強(qiáng)尼龍?jiān)牧衔昂笞笥易兓目茖W(xué)研究。結(jié)果表明,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(TG)對水含量更為敏感。吸水后TG顯著降低。同時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著吸水率的增加,TG的下降過程是分階段的??焖賳?dòng)停止減少;當(dāng)吸水質(zhì)量濃度超過一定值時(shí),還原較慢。
根據(jù)文獻(xiàn),臨界點(diǎn)約為2%~4%。增強(qiáng)尼龍?jiān)诘蜏叵碌闹饕阅苋匀皇铅潞挺米兓?,其中β隨著吸水率的增加,抗壓強(qiáng)度增加。一些增強(qiáng)尼龍制造商還發(fā)現(xiàn),β峰值抗壓強(qiáng)度γ隨著TG的增加,變化峰值減小,并呈現(xiàn)類似于TG的相變。
以上情況說明了類似冶煉的實(shí)際效果。然而,當(dāng)檢測溫度進(jìn)一步降低并超過某一臨界溫度時(shí),水對尼龍?jiān)系膹?qiáng)化作用將逆轉(zhuǎn),類似的化學(xué)交聯(lián)將使底部硬化。臨界溫度的實(shí)際值在不同的消息中差別很大。有人提到,這與動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)檢測頻率和測試對象認(rèn)知水平的差異有關(guān)。增強(qiáng)尼龍?jiān)陂L期應(yīng)力低于屈服極限后會(huì)硬化。這種實(shí)際效應(yīng)稱為“地應(yīng)力脆性”。吸水后,原位應(yīng)力脆化速率增加。
3.尺寸變化
吸水后尼龍的體積膨脹增強(qiáng)。在膨脹過程中,原材料規(guī)格的變化與吸水率的變化不完全相同。隨著吸水率的變化,增強(qiáng)尼龍化學(xué)纖維的膨脹前快后慢;增強(qiáng)尼龍塑料薄膜則相反。在拉申的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)之后,這種擴(kuò)展有許多特點(diǎn)。這種擴(kuò)展在拉申的認(rèn)知取向中更為重要。增強(qiáng)尼龍的制造商發(fā)現(xiàn),在拉辛效應(yīng)下,增強(qiáng)尼龍的分子間氫鍵傾向于與拉辛效應(yīng)方向相同。因此,認(rèn)為增強(qiáng)尼龍沿分子間氫鍵方向的吸水膨脹非常顯著。
4.熱定型法
生產(chǎn)增強(qiáng)尼龍顆粒有兩種方法:冷濕定型和干熱定型。結(jié)果表明,相同粒徑時(shí),干熱定型試樣的吸水體積增大,而冷濕定型試樣的吸水體積減小。冷固化和濕固化樣品的顏色特性良好。