主鏈含六元脂環(huán)的脂肪族透明尼龍的制備與表征.pdf

1、一直以來，透明尼龍的制備研究都是國內(nèi)高分子材料的研究熱點。有關(guān)透明尼龍的研究也越來越多，因為很多透明材料的性能已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)和使用的需要。目前，國內(nèi)透明尼龍的年消耗量比較大，所需產(chǎn)品大部分需要從國外進口，價格昂貴。隨著部分帶環(huán)的脂肪族二元胺和二元羧酸單體在國內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)，同時為了改變透明尼龍長久以來通過進口滿足需要的現(xiàn)狀，利用這些單體研究合成新型透明尼龍是一項非常具有價值的研究工作。
　　本文選用已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)了的兩種脂環(huán)族二

2、元胺(4，4'-二氨基-二環(huán)己基甲烷(PACM)和3，3'-二甲基-4，4'-二氨基-二環(huán)己基甲烷(MACM))、癸二胺和長碳鏈脂肪族直鏈二元羧酸（10～14個C原子）作為反應(yīng)單體，采用兩種方法成功地合成了脂肪族透明尼龍。第一種方法是共混法，首先通過試管小試得到低分子量共聚尼龍的最佳配方1＃（尼龍PACM12/1012）和2＃（尼龍MACM12/1012）;然后，在大釜中對其進行放大實驗，之后將二者分別與化學(xué)成分部分相同的半結(jié)晶尼龍10

3、12共混得到3＃和4＃最佳配方;最后測試其力學(xué)性能和透光率等性能。第二種方法是后真空聚合法，這種方法主要采用在反應(yīng)后期抽真空來提高聚合度，得到了最佳配方5＃（尼龍PACM10）和6＃（尼龍MACM10），然后測試其各項性能。最后對得到的四種透明尼龍的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)進行了表征，并對其熱性能和流變性能進行了研究，得到如下結(jié)論:
　　(1)3?！?＃的拉伸強度分別為49.3MPa、49.6MPa、61.5MPa和64.8MPa;彎曲強度分別

4、為38.1MPa、36.8MPa、48.6MPa和55.2MPa;沖擊強度分別為8.1kJ/m2、13.8kJ/m2、11.9kJ/m2和13.3kJ/m2。3＃和4＃的透光率高達85％以上;5＃和6＃的透光率高達90％以上。這說明四種透明尼龍同時具有出色的力學(xué)性能和光學(xué)性能，達到了實際應(yīng)用中對透明尼龍的強度和透光率的要求。
　　(2)通過對X射線衍射譜圖、偏光顯微鏡照片及DSC結(jié)晶曲線的分析研究，表明3＃和4＃為結(jié)晶度比尼龍10

5、12低的半結(jié)晶透明尼龍，3＃、4＃和尼龍1012的結(jié)晶度分別為14.2％、10.5％和45.3％;5＃和6＃透明尼龍為非結(jié)晶透明尼龍。
　　(3)從DSC熔融曲線可以看出，3＃和4＃在190℃附近有一個強度明顯小于尼龍1012熔融峰強度的熔融峰，說明二者為結(jié)晶度低于尼龍1012的半結(jié)晶透明尼龍;而5＃和6＃透明尼龍沒有熔融峰，再次證明二者為非結(jié)晶聚合物;通過DSC熔融曲線得到四種試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為75℃、75℃、87℃和1

6、05℃。
　　(4)通過分析四種透明尼龍TG和DTG的數(shù)據(jù)和圖像，我們可以判斷出其熱分解反應(yīng)為一步反應(yīng);通過Coats-Redfern積分法計算出四種透明尼龍試樣的熱降解活化能，分別為454.2kJ/mol，500.4kJ/mol，520.2kJ/mol和529.2kJ/mol，說明四種透明尼龍都具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
　　(5)通過對3?！?＃四種透明尼龍流變行為的研究，表明共混得到的3＃和4＃透明尼龍形成了比較穩(wěn)定的相容性