多元共縮聚透明聚酰胺的制備、結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、為了滿足國(guó)內(nèi)對(duì)透明聚酰胺的需求,解決長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的問(wèn)題,鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院自1999年與平頂山華倫塑料有限公司合作開(kāi)發(fā)了一種新型半芳香透明聚酰胺(Semi-aromatic Transparent Polyamide,簡(jiǎn)稱SATPA)。SATPA雖然具有優(yōu)異的透明性和力學(xué)性能,但與國(guó)外同類產(chǎn)品相比,還存在諸如沖擊韌性較差、分子量較小,產(chǎn)品牌號(hào)單一等缺陷,難以滿足各種成型方法及高韌性透明聚酰胺制品的需求。為改善SATPA的沖擊韌性

2、,提高制品質(zhì)量,擴(kuò)大SATPA的應(yīng)用范圍。
　　本課題以多種芳香族二元羧酸單體和脂肪族二元胺單體為原料,首次采用自制的半芳香酰胺鹽和長(zhǎng)碳鏈脂肪族酰胺鹽,利用高壓反應(yīng)釜,以水為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行共縮聚反應(yīng),制備了一系列新型半芳香透明聚酰胺。初步探討了制備透明聚酰胺配方以及聚合工藝,并對(duì)制備的透明聚酰胺的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、熱性能、力學(xué)性能等進(jìn)行了表征。
　　通過(guò)研究,我們發(fā)現(xiàn):(1)以水為反應(yīng)介質(zhì),在高壓反應(yīng)釜中制備了聚酰胺6T和聚酰胺6I

3、,研究表明分別在pH=7.5、pH=7.7條件下制備酰胺6T鹽和酰胺6I鹽,可以聚合得到較高聚合度的聚酰胺6T、聚酰胺6I。
　　(2)通過(guò)透明聚酰胺配方的探討表明:當(dāng)6T鹽與6I鹽二元共縮聚時(shí),如6I鹽含量超過(guò)65份,可以得到透明聚酰胺;當(dāng)6I鹽與610鹽二元共縮聚時(shí),如6I鹽含量超過(guò)30份,也可以得到透明聚酰胺;而6T鹽與610鹽二元共縮聚時(shí),無(wú)論以何種比例共聚都無(wú)法得到透明聚酰胺。通過(guò)調(diào)整三種酰胺鹽的比例,制備了一系列三元共

4、縮聚透明聚酰胺,可以適用于不同的領(lǐng)域。
　　(3)初步探討了制備透明聚酰胺的工藝條件,得到了比較合適的制備工藝條件。當(dāng)預(yù)聚溫度為180~210℃,預(yù)聚時(shí)間為3個(gè)小時(shí)左右,緩慢排氣時(shí)間為2.5~3小時(shí),后聚合溫度為260~270℃,后聚合時(shí)間為2.5~3.5小時(shí)時(shí),可以制得相對(duì)粘度在2.4~2.5之間的半芳香透明聚酰胺。
　　(4)通過(guò)紅外光譜分析,表明多元共縮聚聚酰胺為半芳香透明聚酰胺;通過(guò)x射線衍射、偏光顯微鏡分析,多元共

5、縮聚透明聚酰胺為非結(jié)晶聚酰胺。
　　(5)通過(guò)DSC分析,三元共縮聚透明聚酰胺的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在40℃~80℃之間,從T1到T5玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為42℃、47℃、55℃、69℃、70℃,這與DMA分析結(jié)果一致。表明透明聚酰胺具有較好的耐熱性。
　　(6)通過(guò)TG分析,多元共縮聚透明聚酰胺的熱降解過(guò)程為一步降解,熱降解溫度均在440℃以上,說(shuō)明制備的透明聚酰胺具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
　　(7)三元共縮聚透明聚酰胺可以順利

6、注射成型,通過(guò)比較得到最佳注射成型工藝條件;通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試表明,M系列的透明聚酰胺拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到59MPa以上,彎曲強(qiáng)度可以達(dá)到58MPa以上,彎曲彈性模量可以達(dá)到1760MPa以上,斷裂伸長(zhǎng)率可以達(dá)到150％以上,Izod缺口沖擊強(qiáng)度可以達(dá)到7.9 kJ/m~2。表明透明聚酰胺具有優(yōu)異的沖擊韌性和綜合力學(xué)性能。
　　(8)注射成型得到的透明聚酰胺試條進(jìn)行數(shù)碼拍照,通過(guò)比較表明在一般成型條件下,三元共縮聚聚酰胺具有較高的透明性