尼龍1213和尼龍1312的合成與表征.pdf

1、長碳鏈尼龍具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨損、吸水率低等優(yōu)良性能，因而在汽車工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電子電器工業(yè)和體育器材等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。尼龍1213和尼龍1312是兩個新的長碳鏈尼龍品種，有關(guān)其合成和性能的研究迄今還未見報道，本文以生物發(fā)酵技術(shù)得到的十二碳二元酸和十三碳二元酸為原料合成了尼龍1213和尼龍1312，對其合成工藝和結(jié)構(gòu)及物理機(jī)械性能進(jìn)行了較深入研究：用DSC、DMA、WAXD、TG等現(xiàn)代分析手段對尼龍1213和尼龍1312的熔融和

2、結(jié)晶行為、動態(tài)力學(xué)性質(zhì)、等溫和非等溫結(jié)晶動力學(xué)、熱降解過程等進(jìn)行了詳細(xì)研究，取得了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和研究結(jié)果：
　　1.對尼龍1213和尼龍1312的力學(xué)性能測試結(jié)果如下：尼龍1213的拉伸強(qiáng)度為47.2MPa，斷裂伸長率為308％，彎曲強(qiáng)度為38.5MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為5.2kJ/mol；尼龍1312的拉伸強(qiáng)度為44.1MPa，斷裂伸長率為488%，彎曲強(qiáng)度為34.1MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為5.1kJ/mol。從上述測試結(jié)果可以看

3、出尼龍1213和尼龍1312是兩種新的性能優(yōu)異的長碳鏈尼龍品種。
　　2.用DMA對這兩種尼龍的動態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了分析，確定了尼龍1213和尼龍1312的α轉(zhuǎn)變溫度分別為53℃和51℃，β轉(zhuǎn)變溫度分別為-50℃和-58℃，γ轉(zhuǎn)變溫度分別為-122℃和-124℃。認(rèn)為兩種尼龍的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為53℃和51℃；從其γ轉(zhuǎn)變峰面積判斷兩種尼龍均具有較好的耐低溫沖擊性。
　　3.DSC的研究結(jié)果表明：尼龍1213和尼龍1312的熔

4、點(diǎn)分別為179℃和176℃，結(jié)晶溫度分別為134℃和152℃；發(fā)現(xiàn)它們在熔融過程中存在熔融重結(jié)晶現(xiàn)象，且升高結(jié)晶溫度和延長結(jié)晶時間均有利于提高晶體的完善程度。用WAXD對尼龍1213和尼龍1312的晶型轉(zhuǎn)變進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，隨著結(jié)晶溫度的升高，尼龍1213和尼龍1312均由γ晶型轉(zhuǎn)變成了α晶型，尼龍1213的Brill轉(zhuǎn)變溫度為160℃左右，尼龍1312的Brill轉(zhuǎn)變溫度為150℃左右。用PLM觀察了尼龍1213和尼龍1312的球晶形態(tài)與

5、生成條件，發(fā)現(xiàn)在不同結(jié)晶條件下可生成負(fù)光性放射狀等多種不同的結(jié)晶形態(tài)。
　　4.用DSC對兩種尼龍的等溫及非等溫結(jié)晶動力學(xué)研究結(jié)果表明：尼龍1213在等溫結(jié)晶過程的Avrami指數(shù)在3.49-4.30之間，尼龍1312的Avrami指數(shù)在3.90-5.14之間，說明它們的等溫結(jié)晶生長方式是三維盤狀生長；由Arrhenius方程求得尼龍1213和尼龍1312的等溫結(jié)晶活化能分別為-238.11KJ/mol和-251.12KJ/mol

6、。尼龍1213和尼龍1312的非等溫結(jié)晶的Avrami指數(shù)的大小范圍很大，明顯的可分為主結(jié)晶期和次結(jié)晶期這兩個階段，說明非等溫條件下尼龍1213和尼龍1312不止一種晶體成核機(jī)理和晶體生長方式；由kissinger法求得了尼龍1213和尼龍1312的非等溫結(jié)晶活化能分別為-102.13KJ/mol和-95.33KJ/mol。
　　5.用TG對尼龍1213和尼龍1312的熱降解過程和機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示尼龍1213和尼龍1312