基于PACM及其衍生物的透明尼龍合成與表征.pdf

1、本文采用4，4-二氨基二環(huán)己基甲烷(PACM)及其衍生物3，3-二甲基-4，4-二氨基二環(huán)己基甲烷(MACM)與十二烷二酸(DDA)、己二酸(ADA)及其混合物構(gòu)成縮聚體系，通過高溫高壓熔融縮聚的方法合成了一系列的透明尼龍材料。在對(duì)整個(gè)合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)之上，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)，如特性黏數(shù)、異構(gòu)體含量等因素與產(chǎn)物性能，如熱性能、力學(xué)性能、光學(xué)性能等之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　研究表明:合成過程中的工藝參數(shù)如平

2、衡溫度、平衡時(shí)間和平衡壓力對(duì)最終產(chǎn)物的特性黏數(shù)具有重要影響，平衡溫度低，平衡時(shí)間適中，平衡壓力略低（真空度略高）將有利于合成高粘度的尼龍產(chǎn)品，因而經(jīng)過優(yōu)化之后，對(duì)于NylonPACM12、NylonPACM6、NylonPACM6-12，其最佳的平衡溫度分別為:270℃、300℃、300℃;最佳平衡壓力分別為:-0.08MPa、-0.08MPa、-0.1MPa;最佳平衡時(shí)間要根據(jù)產(chǎn)品想要獲得的黏數(shù)水平而定。類似的，對(duì)于NylonMACM

3、12與NylonMACM6-12其最佳的平衡溫度分別為:270℃、270℃;最佳平衡壓力分別為:-0.1MPa、-0.1MPa;最佳平衡時(shí)間同上。在平衡溫度確定了之后，平衡壓力和平衡時(shí)間是相互配合影響產(chǎn)品黏數(shù)的，比如降低平衡壓力、縮短平衡時(shí)間與提高平衡壓力、適當(dāng)增加平衡時(shí)間可以得到特性黏數(shù)相同的產(chǎn)品。
　　對(duì)于PACM整個(gè)系列產(chǎn)品，只有NylonPACM6與反反式異構(gòu)體含量達(dá)到50％的NylonPACM12是結(jié)晶材料，其余皆處于無

4、定形狀態(tài)，具有良好的透明性。其中混合酸產(chǎn)品的透明性最為優(yōu)越可以達(dá)到90.5％光透過率的變化與產(chǎn)品的分子量沒有直接關(guān)聯(lián)。對(duì)于NylonPACM12而言，tt-PACM異構(gòu)體含量越多，產(chǎn)物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高，變化范圍在125～140℃之間，其余各產(chǎn)品玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變化不大。在對(duì)于PACM系列產(chǎn)物力學(xué)性能表征的過程中，NylonPACM6-12的拉伸模量和拉伸強(qiáng)度均比NylonPACM12高，分別在1600MPa和80MPa左右，但是其沖擊

5、強(qiáng)度(7KJ/m2)與NylonPACM12(11KJ/m2)相比有所降低。對(duì)于NylonPACM12而言，tt-PACM的含量對(duì)其力學(xué)性能也有重要影響，研究表明反反式異構(gòu)體含量越多，產(chǎn)物的抗沖擊性能就越好。
　　NylonMACM12的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于NylonPACM12與NylonPACM6之間，為148℃左右。而NylonMACM6-12的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度則隨著ADA含量的增加而逐步增加，并且這兩種產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性相對(duì)于PA

6、CM尼龍而言都略有提升。對(duì)于力學(xué)性能，MACM尼龍產(chǎn)物拉伸模量和拉伸強(qiáng)度隨著分子結(jié)構(gòu)中ADA含量的增多有明顯的提升，而斷裂伸長(zhǎng)率與沖擊強(qiáng)度卻呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)，屈服應(yīng)變的變化各個(gè)樣品沒有明顯的差別。綜合來看其力學(xué)性能不如PACM尼龍表現(xiàn)良好。如同NylonPACM6-12一樣，混合酸的加入極大改善了尼龍材料的光透過率， NylonMACM6-12的光透光率在550nm波長(zhǎng)條件下的平均水平提高到91％以上，這是所有制備尼龍產(chǎn)品當(dāng)中光透過率最