半芳香尼龙合成工艺研究进展

简介了半芳香尼龙的优良性能,着重叙述了半芳香尼龙合成工艺在高温高压溶液缩聚法、低温溶液缩聚法、聚酯缩聚法和直接熔融缩聚法4个方面的研究进展,并分析了各合成工艺方法的优缺点;同时指出,大有效反应体积、具有自清洁性的高效高粘流体混合与脱挥装置将会成为半芳香尼龙合成工艺的重点研究发展方向。     

三元共聚半芳香尼龙的低温聚合及其性能研究

采用成盐、预聚合、固相聚合三步法制备高摩尔质量的尼龙6T/6I/66(PA6T/6I/66)三元共聚半芳香尼龙。利用红外光谱法表征其化学结构;通过差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TG)研究其热行为;运用动态力学分析(DMA)确定了聚合物玻璃化转变温度;测试了聚合物的力学性能。结果表明,三元共聚半芳香尼龙的耐热性较PA66有大幅度提高,同时其具有优良的拉伸强度、弯曲强度。     

半芳香尼龙PA12T的微波辅助聚合与表征

半芳香尼龙具有优异的力学强度、耐热性能和耐溶剂性能,在电子电器、汽车、轨道交通、特种装备中具有重要应用,受到了国内外学者和产业界的广泛关注。然而,传统聚合方法存在的制备周期长、分子量分布宽等技术难题长期得不到有效解决。本文利用微波能够使吸波材料快速、均匀升温的特点,首次在微波辅助条件下制备了耐高温半芳香尼龙PA12T,研究了在密闭条件下,以水作为吸波介质,水的用量、反应温度以及反应时间等条件对聚合产物特性黏数的影响,并对产物结构及热性能进行了表征。结果表明,微波辅助聚合与传统聚合方法相比,反应时间缩短三分之一以上,且产物分子量分布较窄,为解决传统半芳香尼龙聚合方法存在的问题进行了有价值的探索。     

PA66/12 T共聚尼龙的研究

将PA66和PA12T熔融共聚,制备的共聚物可用作阻隔材料,研究了共聚物的制备和成膜工艺.试验表明,相比于单一尼龙,共聚物的熔点和黏度降低,更有利于成型加工,为后期进行阻隔性能测试以及其他性能的测试打下基础.     

半生物基尼龙5T/510的非等温结晶动力学研究

以生物基单体1,5-戊二胺为原材料,采用熔融聚合方法制备了半生物基尼龙(PA)5T/510,使用了差式扫描量热仪研究了PA510和PA5T/510及PA5T的非等温结晶行为,分别运用jeziorny方程和莫志深法对其进行了非等温结晶动力学分析。Jeziorny方程分析结果表明,与PA5T和PA510相比,PA5T/510的结晶温度最低,结晶速度最慢。在非等温过程中PA5T/510的结晶生长方式为二维或三维生长,受降温速率影响。莫志深法分析结果表明,在同一结晶度下,PA5T/510的结晶速率较PA510和PA5T更低。通过Kissinger方程计算得到PA5T/510的活化能为-120.486 5 kJ/mol,小于PA510 (-205.014 9 kJ/mol)和PA5T (-252.762 2 kJ/mol)的非等温结晶活化能,表明PA5T/510与PA510和PA5T相比,结晶速率最低,结晶能力最弱。     

PA6/1,3-BAC-6透明共聚尼龙的制备及性能

为提高尼龙6(PA6)的透明性,扩大其应用范围,以1,3-环己二甲胺与己二酸反应生成1,3-BAC-6尼龙盐,控制其与PA6的比例采用熔融共聚法制备透明尼龙。使用红外光谱、氢核磁共振光谱、X射线衍射法、差示扫描热量法、万能拉伸试验机等对制备的透明尼龙结构和性能进行检测分析。结果表明成功制备了PA6/1,3-BAC-6透明共聚尼龙,在1,3-BAC-6尼龙盐的质量分数为30%时透光率为90%,初始分解温度为365.1℃,缺口冲击强度为9.5 kJ/m²。     

新型半芳香共聚酰胺PA10T/10Py的制备及性能表征

采用两种结构相近的半芳香酰胺对苯二甲酰癸二胺(10T)和2,5吡啶二甲酰癸二胺(10Py)盐,通过成盐、预聚合、固相后聚合“三步法”制得一种新型半芳香共聚酰胺PA10T/10Py,采用相对黏度、傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和X射线衍射仪(XRD)等表征手段对其结构性能进行分析。结果表明,共聚酰胺中酰胺键的红外吸收峰峰位相比于均聚半芳香聚酰胺PA10T变高。PA10Py的加入降低了半芳香聚酰胺材料的熔点,并维持了较高的热分解温度,初始分解温度在390℃以上。同时也提高聚酰胺材料的机械性能,相比对不添加PA10Py的样品,拉伸强度可提高16%。吡啶环结构的定量加入为制备具有良好加工性能和机械性能的半芳香聚酰胺材料提供了一种新的技术路线。     

共聚阻燃尼龙6的合成及其应用

以己内酰胺为基料、[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)为阻燃剂、己二胺为分子量调节剂,通过开环-缩聚工艺制备了己内酰胺-DDP共聚阻燃尼龙6(PA6)树脂,进一步通过熔融纺丝法制备阻燃纤维并纺织成斜纹布料。主要研究了DDP含量对共聚物可纺性及其纤维和织物阻燃性能的影响。结果表明,共聚PA6具有较好可纺性、明显阻燃效果,该共聚物制成的织物极限氧指数可达30%,经水洗和放置90天仍具备良好的阻燃性和较高的力学强度。     

多元共缩聚半芳香透明聚酰胺的热性能研究

利用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和动态热机械分析仪(DMA)测试了多元共缩聚半芳香透明聚酰胺的热性能,对其耐热性和热稳定性进行了分析讨论。实验结果表明:随着半芳香组分的增多,分子链中引入了更多的刚性基团,导致分子链段的活动能力下降,玻璃化转变温度Tg提高;共缩聚半芳香透明聚酰胺的热降解过程为一步降解,热降解温度均在440℃以上,表明该半芳香透明聚酰胺具有优异的热稳定性;在低温下有明显的γ转变峰,表明该半芳香透明聚酰胺在低温下有较好的韧性。     

热致性液晶聚氨酯的合成及表征

首先制备液晶基元,以对羟基苯甲酸甲酯和1,4-丁二醇为原料,钛酸四正丁酯为催化剂,通过熔融酯交换反应合成了液晶基元双(对羟基苯甲酸)丁二醇酯.对反应的最佳条件进行了考察得出结论:在对羟基苯甲酸甲醑为15.5 g,1,4-丁二醇为4.4 mL,钛酸四正丁酯为2.5 mL,反应温度为160℃时,反应进行的较完全,分出甲醇的量接近理论值4 mL.对所得的液晶基元的DSC及POM分析表明,该液晶基元没有液晶性.然后,将液晶基元与对苯二甲酰氯反应制得对苯二甲酰氯苯甲酸丁二醇酯(PHTO),将对苯二甲酰氯苯甲酸丁二醇酯(PHTO)与2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)反应制得液晶聚氨酯.用差热扫描量热分析仪(DSC)、偏光显微镜(POM)对产物的熔点和清亮点、液晶性进行表征.结果表明:合成的聚氨酯产物在202℃(熔点)和261℃(清亮点)之间为热致性向列型液晶.     

含芳酯键双马来酰亚胺的合成与液晶行为

本文合成了含芳酯键的双马来酰亚胺及其与二苯醚二胺的共聚物。应用ＦＴＩＲ，Ｈ－ＮＭＲ，ＤＴＡ，ＤＳＣ，热台偏光显微镜，Ｘ－射线衍射研究了该类双马来酰亚胺的结构，热性能和热致液晶行为。研究表明：热固性聚合物的液晶行为随反应程度或交联密度的增大而增强，而且液晶特征能够保留在交联网络中，形成液晶聚合物网络材料。     

半芳香族耐高温尼龙PA6T/6I基LDS功能材料制备及性能

采用半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酸/间苯二甲酸己二胺(PA6T/6I)为树脂基体,铜铬氧化物为激光镭射助剂,制备了PA6T/6I基的激光直接成型(LDS)功能材料。采用扫描电子显微镜对激光镭射助剂分散状态及LDS功能材料模塑器件的表面形貌能进行了表征,使用热失重分析仪、差示扫描量热仪对LDS功能材料的热失重行为、熔融结晶性能进行了表征,研究了激光镭射助剂添加量对LDS功能材料的力学性能、热稳定性、化学镀性能的影响,同时研究了PA6T/6I熔融结晶性能和注塑模具温度对于模塑器件表面、外观的影响。结果表明,偶联剂的添加有利于改善激光镭射助剂在PA6T/6I树脂基体中的分散,其中环氧类的偶联剂KBM–403处理后的LDS镭射助剂分散效果最佳。激光镭射助剂添加量的增加,会造成LDS功能材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度及初始分解温度降低。激光镭射助剂添加量在8%时,预镀铜上镀时间和镀层覆盖时间最短,化学镀效果最佳。当注塑模具温度为175℃时,玻纤增强PA6T/6I基LDS功能材料模塑器件的外观最佳。     

双苯环长碳链半芳香尼龙的合成与表征

利用本体聚合方法,通过4,4′-二羧基联苯醚和4,4′-二羧基联苯砜分别与十二碳二胺的缩聚反应,制备了两种新型的半芳香尼龙：聚联苯砜二甲酰十二碳二胺(PA12-S)和聚联苯醚二甲酰十二碳二胺(PA12-0)。研究了反应时间和反应温度对聚合物摩尔质量的影响,并以IR、^1H NMR表征了两种聚合物的结构;利用DSC、TG研究了聚合物的热性能。结果表明：在一定范围内,升高反应温度和增加反应时间会提高产物的摩尔质量,两种半芳香尼龙具有较高的玻璃化转变温度,热分解温度比脂肪族尼龙高约20℃,同时两种半芳香尼龙均具有良好的耐溶剂性能。     

纳米银粉的制备及表征

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂,硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂制备了纳米银。实验结果表明聚乙烯吡咯烷酮与硝酸银(AgNO3)的比例、不同分散介质以及不同放置时间在合成中对纳米银的粒径有一定的影响,并且对纳米银溶胶的稳定性也有很大影响。     

共聚尼龙/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构与性能

用熔融挤出法制备了尼龙/蒙脱土纳米复合材料,并采用TEM、DSC等测试方法对所得纳米复合材料的微观结构和性能进行了研究。测试结果表明:蒙脱土在聚合物基体中分散均匀,片层厚度集中于10 nm左右,形成均匀的网状结构;并且复合材料拉伸性能有不同程度提高,流动性能降低了15.9%;蒙脱土的加入不影响聚合物的晶型,但对复合材料的结晶速率、结晶度影响较大。纳米蒙脱土片层在复合材料结晶过程中起到异质核的作用。     

成核剂对聚丙烯结晶形态和力学性能的影响

研究了聚丙烯(PP)／成核剂共混物的结晶形态及力学性能。结果表明：加入成核剂后，提高PP的结晶温度，加快了结晶速度，使PP球晶细化；成核剂用量在0—0．2份之间时，PP的冲击强度、拉伸强度、硬度、热变形温度均随成核剂用量的增加而提高。     

PET/ZnO纳米复合材料的制备及结晶性能

通过纳米ZnO存在下的对苯二甲酸／乙二醇(TPA／EG)酯化和缩聚反应制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)／ZnO纳米复合材料，研究了纳米ZnO用量及其分散方式对PET粘均摩尔质量、纳米ZnO在复合物中的分散及聚乙二醇(PEG)结晶性能的影响。发现纳米ZnO及分散改性剂(PEG)的加入，对合成PET的粘均摩尔质量均有一定影响；纳米ZnO在EG中直接分散再缩聚形成的复合物中，纳米ZnO团聚严重、分散性差，PET的结晶度和结晶速率降低；在纳米ZnO分散过程中加入PEG可以降低纳米ZnO在复合物中的团聚，提高分散性，PET的结晶度和结晶速率提高。