通氮氣法脫揮合成尼龍69及其熱分析的實驗研究.pdf

1、尼龍具有良好的強(qiáng)韌耐磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、耐油等特性,廣泛被應(yīng)用于機(jī)械、電子電器、汽車、信息、航空航天等重要領(lǐng)域,因而一直居于五大工程塑料之首。目前生產(chǎn)尼龍的單體大都源自石油副產(chǎn)品,而石油又是一種不可再生資源,因而尋找可再生資源來生產(chǎn)尼龍單體有十分重要的意義。
　　 用烏桕生產(chǎn)生物柴油的過程中會有副產(chǎn)物壬二酸生成,而壬二酸是一種重要的有機(jī)合成原料,也是一種重要的尼龍單體。烏桕是我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種,是可再生資源,因此以生產(chǎn)生

2、物柴油的副產(chǎn)物壬二酸為單體之一來合成尼龍,不僅可以實現(xiàn)生物柴油的梯級利用,而且為生產(chǎn)尼龍單體找到了一條可再生來源。
　　 本文的研究工作包括三個方面:尼龍69的合成,尼龍69結(jié)晶動力學(xué)的研究以及尼龍69熱降解動力學(xué)的研究。主要相關(guān)內(nèi)容及研究結(jié)果如下:
　　 (1)以壬二酸和已實現(xiàn)大量工業(yè)化生產(chǎn)的1,6-己二胺為單體,采用先合成尼龍69鹽、然后在自建通氮氣脫揮的合成裝置中熔融縮聚的方法合成了尼龍69。用DSC方法得到其熔點

3、為213.17℃,烏氏粘度計測得尼龍69的相對粘度為1.63。
　　 (2)通過DSC方法對尼龍69的等溫及非等溫結(jié)晶動力學(xué)進(jìn)行了研究。等溫結(jié)晶溫度Tc分別設(shè)定為200、202、204、206、208℃,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著溫度的提高,完成結(jié)晶的總時間延長,即等溫結(jié)晶速率降低；研究還發(fā)現(xiàn),Avrami方程能夠成功地用于尼龍69等溫結(jié)晶過程研究,確定Avrami指數(shù)為2或3,說明尼龍69等溫結(jié)晶成核為二次成核,晶核形成后進(jìn)一步沿二維盤狀

4、生長；研究得到尼龍69的等溫結(jié)晶活化能ΔAE=-114.72kJ/mol。非等溫結(jié)晶的降溫速率分別為5、10、20、25℃/min,并分別用Jeziorny法和莫志深等人的新方法對非等溫結(jié)晶過程進(jìn)行了表征,Jeziorny法發(fā)現(xiàn)尼龍69的非等溫結(jié)晶過程比等溫結(jié)晶更復(fù)雜,新方法發(fā)現(xiàn)在單位結(jié)晶時間內(nèi),為了得到較高的相對結(jié)晶度,需要較高的冷卻速率；由Kissinger方法得到尼龍69非等溫結(jié)晶活化能ΔE=-146.95kJ/mol。
　

5、　 (3)利用TG-DTG法研究了在N2條件下尼龍69在升溫速率φ=10、20、30、40℃/min時的熱降解過程,發(fā)現(xiàn)尼龍69的熱降解為一步反應(yīng)；由Kissinger方法和Flynn—Wall-Ozawa方法得到尼龍69的熱降解活化能分別為210.33kJ/mol和232.12 kJ/mol,并將其與Coats-Redfern法得到的活化能值相比較,確定了尼龍69的熱降解反應(yīng)遵從R2和R3機(jī)理,即減速類型中的圓柱形對稱或球形對稱的相