半芳香族耐高温尼龙PA6T/10T的合成及应用

利用癸二胺,己二胺和对苯二甲酸为聚合单体,以去离子水为溶剂,通过预聚合/固相增黏的工艺合成了半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酰己/癸二胺(PA6T/10T)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振碳谱对合成的PA6T/10T树脂进行了结构表征,并研究了PA6T/10T和聚(对苯二甲酰/己二酰)己二胺(PA6T/66)的熔点和结晶温度以及玻璃纤维(GF)增强改性PA6T/10T和PA6T/66的热失重行为、力学性能及耐热氧老化性能。结果表明,与传统的PA6T/66相比,合成的PA6T/10T结晶温度提升5℃,结晶半峰宽缩短了10.6℃,结晶速率明显提升;与GF增强PA6T/66相比,GF增强PA6T/10T的力学性能无显著差异,其初始分解温度提高16℃,热稳定性明显改善;GF增强PA6T/10T与GF增强PA6T/66的初始反射率及亨特白度相近,但经180℃热氧老化3h和表面贴装无铅回流焊接机过炉老化3次后,前者的反射率和白度均明显高于后者,表明GF增强PA6T/10T具有更好的耐热氧老化性能和耐黄变性能。     

生物基长碳链PA10T/10I的合成与表征

以癸二胺(从植物蓖麻油中提取)、对苯二甲酸和间苯二甲酸为原料,水为溶剂,通过"一锅法"合成了共聚酰胺10T/10I(PA10T/10I)。利用乌氏黏度计、傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对聚合物的结构和热性能进行了表征。结果表明:PA10T/10I热性能优异,在PA10I含量为25%时,PA10T/10I的起始分解温度为350℃,熔点为280.91℃。在保证优异热性能的同时,有效地降低了熔点,扩宽了加工窗口。     

PA6T/1010共聚物热性能研究

以对苯二甲酸、己二胺和癸二酸、癸二胺为原料合成了新型半芳香PA6T/1010共聚物,通过差示扫描量热仪(DSC)、熔点测定仪和热重分析仪(TG)对不同组成PA6T/1010的熔融行为、结晶行为和热稳定性进行了表征。结果表明:当PA6T含量大于40%时,PA6T/1010共聚物的结晶性能明显下降,熔融峰和结晶峰均消失;当PA6T含量为40%时,共聚物共熔点降至165℃;PA6T/1010共聚物的热降解过程为一步降解,热降解温度超过400℃。     

熔融聚合耐高温聚酰胺流变性能研究

采用毛细管流变仪对熔融聚合耐高温聚酰胺(PA)的流变性能进行了研究。结果表明:熔融聚合耐高温聚酰胺PA10T、PA10T/11皆为假塑性流体,其非牛顿指数随着温度的升高而增加;表观黏度都随着剪切速率或剪切应力的增加而降低;随着剪切应力的增大,黏流活化能减小,表观黏度对于温度的敏感性减弱;与PA10T相比,PA10T/11通过引入第三单体11-氨基十一酸能有效地提高表观黏度对剪切应力、剪切速率和温度的敏感性,从而改善了PA10T的加工性能。利用DMA和DSC对PA10T、PA10T/11进行了分析,结果表明,PA10T引入第三单体11-氨基十一酸后,能提高其分子链的柔顺性,改善PA10T的加工性能。     

半芳香族耐高温尼龙PA12T的合成、表征与性能

利用1,12–十二烷二胺和对苯二甲酸为聚合单体,以去离子水为溶剂,通过预聚合加固相增黏的工艺合成了半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酰十二烷二胺(PA12T)。分析了影响聚合反应的主要因素,从而确定最优的工艺条件。采用傅立叶变换红外光谱,核磁共振1H谱、13C谱、1H–13C的异核单量子相关谱对所合成的PA12T进行了结构表征,并研究了PA12T的熔点和结晶温度、热失重行为、毛细管流动性和力学性能。结果表明,合成的PA12T具有良好的耐热性能和力学性能,合成方法为PA12T的工业化生产提供了参考。     

聚对苯二甲酰十碳二胺的制备和热稳定性研究

以对苯二甲酸和癸二胺为原料,经成盐、预聚合和固相聚合三个步骤合成了新型长碳链和较高分子量的半芳香尼龙聚对苯二甲酰十碳二胺（PA10T）。用TG-DTG方法研究了PA10T的热降解和热降解动力学,结果表明,PAIOT的热分解为一步降解,其起始平衡降解温度为435．3℃,终止平衡降解温度为470．7℃,最大降解速率时平衡降解温度为459．5℃。通过微分法和积分法计算出PA10T的热分解活化能分别为274．4kJmol^-1和263．96～290．37kJmol^-1之间,其耐热性能优于脂肪族尼龙。     

高性能玻璃纤维增强PA10T/PA66复合材料研究

以玻璃纤维(GF)增强,马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)增容尼龙10T/尼龙66(PA10T/PA66)共混物,考察了两者用量对共混物力学性能、热变形温度、加工性能等的影响。结果表明,随着玻璃纤维添加量从5%增加到40%,复合材料的拉伸强度不断增加,缺口冲击强度先下降后增加,热变形温度大幅度增加,加工性能则变差,SEBS-g-M AH可以明显提高复合材料的缺口冲击强度。PA66与PA10T质量比为35/65,玻璃纤维添加量为40%,SEBS-g-M AH添加量为5%时,所得复合材料的拉伸强度为223. 4 MPa,缺口冲击强度为19. 65 k J/m~2,热变形温度为237. 9℃,熔体质量流动速率为12. 1 g/10min。冲击断面扫描电镜照片表明SEBS-g-MAH可以提高GF、PA10T和PA66之间的相容性。差示扫描量热研究表明PA66和SEBS-g-MAH会破坏PA10T结晶,GF添加量为5%时促进PA10T结晶,40%时稍微阻碍其结晶。     

半芳香族耐高温PA10T/1010的非等温结晶动力学研究

利用对苯二甲酸、癸二胺、癸二酸合成了聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)和聚酰胺(PA)1010的共聚物PA10T/1010,通过差示扫描量热法研究了PA10T/1010的非等温结晶动力学,结果表明随着降温速率的增加,结晶温度和熔点不断降低,同时结晶温度的范围变宽,结晶所需时间减少。用Jeziorny法描述了PA10T/1010的非等温结晶过程,发现其结晶过程分为两段,晶体生长方式在前期为二维盘状生长,后期为多维生长。通过Mo法描述了PA10T/1010的非等温结晶动力学,发现降温速率越大,在单位时间内PA10T/1010所能达到的相对结晶度越高。最后通过Kissinger方法计算得到PA10T/1010非等温结晶活化能为–171.47 k J/mol。     

耐高温PA6T共聚物的合成与表征

采用预聚+固相增黏的方法合成了聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)的共聚物,研究了预聚温度和压力以及排水量对预聚物端基和颜色的影响,确定最佳的预聚条件为:预聚温度240℃,最终预聚物含水量为22.7%;确定了最佳的固相增黏条件为:增黏温度240℃,氮气流量0.20 mL/min。采用傅立叶变换红外光谱和1H NMR表征了预聚物和聚合物的结构。研究了PA6T/66、PA6T/66/6和PA6T/6共聚体系的热力学性质,发现相对于PA66盐,己内酰胺的共聚能更大程度地降低聚合物的熔点和结晶温度;研究了DSC测试过程中预聚物的增黏行为,发现预聚物在第一次升温过程中已经完成了增黏;研究了预聚物和聚合物的热失重,发现二者曲线的差别来源于预聚物在升温增黏过程中释放的小分子。     

热氧老化对PA10T/GF复合材料性能及使用寿命的影响

用玻璃纤维(GF)对聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)进行改性得到PA10T/GF复合材料,通过控制熔融共混过程中GF的长度制备短GF增强PA10T(PA10T/SGF)复合材料和长GF增强PA10T(PA10T/LGF)复合材料。采用人工加速老化实验,研究热氧老化对PA10T/GF复合材料力学性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对PA10T/GF复合材料的冲击断面以及表面形貌进行分析,并预测了PA10T/GF复合材料的使用寿命。结果表明,PA10T/LGF复合材料的拉伸、弯曲强度以及缺口冲击强度较PA10T/SGF复合材料的高;在240℃下热氧老化50 d后,与PA10T/LGF复合材料相比,PA10T/SGF复合材料具有更好的耐老化性能;SEM分析表明,PA10T/GF复合材料的热氧老化机理主要是由于PA10T树脂的降解所引起的PA10T与GF界面作用的削弱;而通过寿命预测发现当使用温度为150℃时,PA10T/LGF和PA10T/SGF复合材料的使用寿命分别为101 d和86 d,在温度低于172℃时,PA10T/LGF复合材料比PA10T/SGF复合材料具有更长的使用寿命。