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(guó)內(nèi)高分子材料的研究熱點(diǎn)。有關(guān)透明尼龍的研究也越來越多，因?yàn)楹芏嗤该鞑牧系男阅芤呀?jīng)不能滿足生產(chǎn)和使用的需要。目前，國(guó)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(guó)外進(jìn)口，價(jià)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(guó)內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)為了改變透明尼龍長(zhǎng)久以來通過進(jìn)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(xiàng)非常具有價(jià)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(zhǎng)碳鏈脂肪族直鏈二元羧酸（10～14個(gè)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(duì)其進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，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(cè)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(cè)試其各項(xiàng)性能。最后對(duì)得到的四種透明尼龍的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)其熱性能和流變性能進(jìn)行了研究，得到如下結(jié)論:
　　(1)3?！?＃的拉伸強(qiáng)度分別為49.3MPa、49.6MPa、61.5MPa和64.8MPa;彎曲強(qiáng)度分別

4、為38.1MPa、36.8MPa、48.6MPa和55.2MPa;沖擊強(qiáng)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(dá)85％以上;5＃和6＃的透光率高達(dá)90％以上。這說明四種透明尼龍同時(shí)具有出色的力學(xué)性能和光學(xué)性能，達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用中對(duì)透明尼龍的強(qiáng)度和透光率的要求。
　　(2)通過對(duì)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(gè)強(qiáng)度明顯小于尼龍1012熔融峰強(qiáng)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(jì)算出四種透明尼龍?jiān)嚇拥臒峤到饣罨?，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(duì)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