耐高溫尼龍N62共聚物的合成及性能表征.pdf

1、隨著技術(shù)的進(jìn)步和各領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保節(jié)能的需要，對(duì)各領(lǐng)域使用的尼龍材料的性能也提出了更高的要求。那么在電子電器領(lǐng)域，為了減少對(duì)環(huán)境的污染，現(xiàn)在大部分都采用無(wú)鉛焊錫。但是新興的技術(shù)即無(wú)鉛焊錫技術(shù)，所需要的熔點(diǎn)高達(dá)215℃，這就對(duì)尼龍的耐熱性提出了新的要求。在汽車(chē)和航空領(lǐng)域，隨著節(jié)能減排的需求日益強(qiáng)烈，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度不斷提升以使燃油充分燃燒，從而對(duì)周邊材料的耐熱性能變得極為苛刻。在這種背景下，耐高溫尼龍的需求不斷擴(kuò)大。目前全球高耐熱尼龍的市場(chǎng)規(guī)模

2、為10萬(wàn)噸（約為12億美元），其年增長(zhǎng)率也高達(dá)10％。而在中國(guó)國(guó)內(nèi)，高耐熱尼龍的年需求量高達(dá)3萬(wàn)噸，預(yù)期年增長(zhǎng)率更是高達(dá)15%，但基本完全依賴進(jìn)口。當(dāng)前，耐高溫尼龍主要有四種，N46、N6T、N9T和N10T，各有優(yōu)缺點(diǎn)。
　　草酸尼龍是一種主鏈中含有草酸單元的特殊尼龍，其分子間存在的雙重氫鍵賦予了其超強(qiáng)的高分子鏈間作用力，從而使其具有高熔點(diǎn)、優(yōu)良的結(jié)晶性能、超低的吸水性、良好的尺寸穩(wěn)定性能和優(yōu)良的機(jī)械性能，其綜合性能要優(yōu)于現(xiàn)有的

3、高耐熱尼龍品種。其中，尼龍62（N62）的熔點(diǎn)高達(dá)330oC(N46：295 oC)，飽和吸水率則低至2.5wt%(N46：約15wt%)；相對(duì)于耐高溫尼龍的主要品種N46(熔點(diǎn)：295 oC；飽和吸水率：～15wt%)而言，N62的熔點(diǎn)更高的同時(shí)，其尺寸穩(wěn)定性則更為突出。但是N62均聚尼龍熔點(diǎn)過(guò)高，導(dǎo)致加工困難。本論文以己二胺、共聚二胺和草酸二丁酯為原料，通過(guò)先溶液聚合后固相縮聚反應(yīng)，改變己二胺的用量制備了三個(gè)系列的N62共聚尼龍：N

4、62102、N62122和N62M2共聚系列。通過(guò)預(yù)聚，共聚物的相對(duì)粘度一般在1.1-1.2左右，通過(guò)固相聚合共聚尼龍的相對(duì)粘度得到了很大的提升，N62102、N62122、N62M2的相對(duì)粘度分別達(dá)到或超過(guò)了2.7、2.7和1.9，基本滿足了一般的應(yīng)用要求。經(jīng)過(guò)紅外光譜和核磁測(cè)定證明了 N62102、N62122、N62M2共聚尼龍的形成。進(jìn)一步的定量計(jì)算則證明單體按照投料比進(jìn)入了尼龍主鏈。XRD的測(cè)試則揭示 N62102、N6212

5、2、N62M2共聚物具有良好的結(jié)晶性能，當(dāng)組分接近N62均聚物組分的時(shí)候結(jié)晶度度比較大，加入第二單體之后可能由于苯環(huán)或長(zhǎng)鏈二元胺產(chǎn)生位阻效應(yīng)使結(jié)晶能力變差。DSC測(cè)試表明，配比越接近純組分N62均聚物則熔點(diǎn)越高，亦即隨著第二單體二元胺含量的增加，共聚尼龍的熔點(diǎn)逐漸降低。在保證具有耐高溫性能同時(shí)，己二胺組分含量為70-80%mol時(shí)，共聚物熔點(diǎn)的降低顯著地提高了共聚物的加工性能。TG測(cè)試顯示，N62組分含量越高，熱分解溫度越高，并且熱穩(wěn)定