Ultrahigh strength and modulus copolyamide films with uniaxially cold-drawing induced molecular orientation

材料科学 二向色玻璃 傅里叶变换红外光谱 极限抗拉强度 复合材料 模数 聚合物 衍射 光谱学 氢键 光学 分子 纳米技术 化学 物理 有机化学 量子力学
作者
Longbo Luo,Jieyang Huang,Feng Yan,Xu Wang,Jiaqiang Qin,Xiangyang Li
出处
期刊:High Performance Polymers [SAGE Publishing]
卷期号:29 (1): 58-67 被引量:6
标识
DOI:10.1177/0954008315627377
摘要

The tensile strength of polymer films is generally lower than 200 MPa. Copolyamide (CPA) films with ultrahigh strength (approximately 317–865 MPa) and high modulus (approximately 3.96–11.76 GPa) were obtained by uniaxial cold-drawing and heat treatment. The relationship between structures and properties in the orientation state was also investigated. The results of Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy indicate that hydrogen bonding interactions change a little with drawing. Wide-angle X-ray diffraction patterns show orientational stretch induces π–π ordered packing after drawing 100%. The tensile strength and modulus of the drawn CPA films are improved approximately 41%–173% and 9%–197% compared to undrawn films. Dichroic ratios obtained under polarized FTIR spectroscopy represent overall orientation factors. The decrease of dichroic ratios at about 3300 cm −1 and 1650 cm −1 and the increase of dichroic ratios at 1515 cm −1 prove that the orientation of macromolecular chains is improved along stretch direction. What’s more, the degree of orientation is further increased after heat treatment, which is the phenomenon of spontaneous orientation. The degree of spontaneous orientation increases with the increase of cold-drawing ratio. Thus, the initial orientation in cold-drawing and spontaneous orientation during heat treatment leads to ultrahigh modulus and high strength.
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