PA6熔體中己內酰胺陰離子聚合的研究.pdf

1、聚酰胺6（PA6）是一種用途廣泛的聚合物材料，作為纖維主要應用于紡織服裝、輪胎簾子線等方面，作為五大工程塑料之一，主要應用于機械、化工、通訊等領域。PA6聚合機理分為水解開環(huán)聚合與陰離子開環(huán)聚合，兩者反應條件截然不同，水解聚合為逐步聚合，采用水作為開環(huán)劑，并于聚合后期排水以控制分子量；陰離子聚合為連鎖聚合，須嚴格控制水、酸在極低的含量。水解聚合為逐步聚合，產(chǎn)物分子鏈端不含活性中心；陰離子聚合為活性聚合，具有反應速度快、分子量高的特性。本

2、文結合水解開環(huán)聚合與陰離子開環(huán)聚合兩種聚合機理，以熔體流動性較好的水解聚合PA6為基體，通過添加己內酰胺（CL）單體及陰離子聚合引發(fā)劑與活化劑，在PA6基體熔點以上溫度反應得到APA6/HPA6復合產(chǎn)物。為確定引發(fā)劑與活化劑的用量，以及合適的反應溫度與時間，先后進行了靜態(tài)澆鑄與動態(tài)混合、常規(guī)工業(yè)澆鑄溫度與目標高溫下單純陰離子聚合實驗，優(yōu)化得到適合目標反應的條件。
　　靜態(tài)澆鑄實驗表明，以己內酰胺鈉（C10）為引發(fā)劑，雙酰化內酰胺-

3、1，6-己二胺（C20）為活化劑的陰離子聚合體系在常規(guī)澆鑄溫度（160 oС）及相對較高的溫度（220 oС）下均得到了陰離子聚合PA6產(chǎn)物，F(xiàn)T-IR、TGA、DSC等測試結果表明該陰離子聚合助劑體系同樣適合較高的反應溫度，熱穩(wěn)定性測試表明CL/C10/C20質量比為100/2.0/2.0時，產(chǎn)物小分子失重比例最低，同時考慮后續(xù)進行動態(tài)混合時助劑可能存在的少量熱損失，故同將 CL/C10/C20為100/2.5/2.5列為適合比例。<

4、br>　　采用轉矩流變儀混煉平臺作為動態(tài)混合反應場所，通過一步加料法混合反應得到兩種助劑比例、四種反應溫度下的陰離子聚合PA6。FT-IR測試表明產(chǎn)物具有典型聚酰胺特征峰，可萃取物含量測試表明單體轉化率均在90％左右，熱性能測試表明產(chǎn)物中含有不同聚合程度組分，100/2.5/2.5比例產(chǎn)物結晶度較高，單體剩余較少，反應溫度過低與過高將影響熔體流動性、體系交聯(lián)程度，因而選擇230 °С作為目標反應溫度，反應時間不宜過長，視實時扭矩變化而定

5、。
　　按既定助劑比例、溫度進行水解聚合PA6熔體中的己內酰胺陰離子聚合實驗，同樣采用轉矩流變儀及一步加料的方式制備水解聚合PA6/陰離子聚合PA6復合產(chǎn)物。FT-IR測試表明復合產(chǎn)物保持聚酰胺的特征峰，DSC測試表明隨著己內酰胺初始含量的增加，復合產(chǎn)物結晶度呈下降趨勢，結晶峰由窄變寬，熔融溫度下降，TGA測試表明己內酰胺含量較高時存在明顯的三個熱失重階段，表明陰離子聚合的發(fā)生，可萃取物含量測試表明隨著己內酰胺含量的減小，轉化率呈

6、上升趨勢，最高接近50%，相對黏度測試表明轉化率最高的樣品相對黏度稍高于空白樣品。
　　推測聚合體系在轉矩流變儀中存在較為嚴重的熱氧降解，端基含量測試表明反應后空白樣品羧基含量增加，降解產(chǎn)物影響了原本可能進行至更高程度的陰離子聚合反應，引入與己內酰胺及PA6相容性較差的線性低密度聚乙烯作為對照，同時也對比了未經(jīng)工業(yè)萃?。ê?.88%）的水解聚合 PA6作為基體時的聚合情況，實時扭矩變化及反應前后己內酰胺含量測試結果表明，存在熱氧降