尼龍分子鏈之間強烈的氫鍵作用使其分子間作用力大、分子鏈排列整齊，因此具有強韌、耐磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、耐油等優異性能，從而被廣泛應用于汽車、電子電氣、機械等領域，是一種重要的工程塑料[1 ~5]. 因此，對其在不同環境中的性能進行研究有重要意義和實際價值。

影響尼龍力學性能的因素一直備受關注，王曉春[6]等對尼龍/非晶尼龍共混物的拉伸研究中發現，隨著非晶含量的增加，共混物的強度、模量的增高以及斷裂伸長率的降低與 γ 相含量增加有關； Pai[7]等對尼龍 6 的纖維進行單軸拉伸，發現楊氏模量和屈服強度隨纖維直徑的降低而有所提高。 高分子拉伸性能往往隨著拉伸比的增加而提高[8,9],而拉伸條件對結晶高分子力學性能的影響，不僅要考慮分子體系、分子鏈結構，而且要考慮溫度[10].

溫度對高分子材料力學性能影響的研究一直以來吸引了廣泛的關注[11,12]. Shan 等[13]研究了不同性質和尺寸尼龍 6 樣品在不同溫度和拉伸速率下的形變過程，在特定條件下尼龍 6 樣品有雙屈服特性，指出特定的溫度、拉伸速率以及樣品初始結構影響材料拉伸性能。 屈服現象作為重要的材料特性，被認為是導致材料永久變形的不可逆塑性行為的開始[14]. 實驗已經證明 Eyring 方程[15]

可以很好地描述高分子，包括非晶高分子和半晶高分子的屈服行為，而 Kohlrausch-Willianms-Watts 模型[16]經過拓展，亦可以很好地對屈服過程進行描述。 本文利用拉伸熱臺對尼龍 6 在同一形變速率下拉伸過程中不同溫度下的應力-應變曲線進行了測試，并根據尼龍 6 的力學性能（ 屈服強度和楊氏模量） 與溫度的關系，發現阿倫尼烏斯方程可以很好地描述溫度對尼龍 6 樣品的影響，同時對溫度與材料黏度的關系、屈服強度與黏度的關系也進行了討論。 為了更深入理解溫度對尼龍 6 力學性能的影響，通過原位同步輻射廣角衍射（ WAXS） 手段[17]測試了尼龍 6 在不同溫度下拉伸過程中的結構變化。

1 實驗部分

1. 1 實驗材料和樣品制備

尼龍 6 購自日本宇部，牌號為 1013B,熔點為210 ~ 215 ℃ ,分子量 15000 ~ 30000,密度為 1. 13g /cm3. 將尼龍 6 顆粒在真空干燥箱內以 60 ℃ 烘干 24 h 后，用平板硫化儀在 230 ℃ 熔化后，逐級加壓至 20 MPa 保持 3 min,取出后快速冷卻至室溫，壓制成 0. 5 mm 的薄片，用裁刀裁剪成啞鈴樣片。 裁剪成的啞鈴樣品總長 26 mm,其中頸部寬1. 5 mm,兩肩間距 3 mm.

1. 2 原位同步輻射 WAXS 實驗

原位同步輻射廣角衍射實驗（ WAXS） 在北京同步輻射 1W2A 線站進行，波長 0. 154 nm. 樣品到探測器距離為 89. 5 mm. 使用 Mar165-CCD 探測器采集尼龍 6 原位拉伸過程中的 WAXS 數據。得到的 WAXS 二維圖像用 Fit2D 軟件進行處理、分析。

使用英國 Linkam 公司生產的 TST-350 拉伸熱臺將啞鈴型的樣品以恒定拉伸速率（ 5 μm/s）拉伸，并記錄拉伸過程的應力-應變曲線。 拉伸實驗在 30、60 和 90 ℃下進行，同時記錄拉伸過程中的原位 WAXS 數據。 拉伸實驗持續到樣品斷裂，拉伸數據由 linksys32 軟件收集和處理。