三元共聚尼龍熱熔膠的合成與性能研究.pdf

1、長碳鏈尼龍(如尼龍11、尼龍12和尼龍1212)具有強(qiáng)度高、柔韌性好、尺寸穩(wěn)定性好、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子電器、汽車、信息、航空航天等重要領(lǐng)域，如用于制造汽車用輸油管、剎車管、醫(yī)用軟管、高檔服裝用熱熔膠、家用電器等，是目前國內(nèi)外重點(diǎn)研究發(fā)展的方向。通過改變共聚物組份配比，可以制得從高軟化點(diǎn)、堅(jiān)硬、不易溶解到低軟化點(diǎn)、柔軟、易溶解的一系列具有特殊性能的尼龍共聚物。國外采用尼龍6/66/12三元共聚生產(chǎn)聚酰胺熱熔膠(尼龍1

2、2含量在60％左右)，而國內(nèi)尼龍12比較缺乏，則一般采用尼龍6/66/610或尼龍6/66/1010三元共聚生產(chǎn)聚酰胺熱熔膠，但在耐水洗等性能方面與國外還是有較大差距。尼龍(PA)11一直為法國ATO公司所壟斷，王標(biāo)兵等人采用熔融共聚合成了性能優(yōu)良的嵌段PA611材料，但其與PA6、PA66的三元共聚物鮮有報(bào)道，本文采用熔融共縮聚的方法制備了共聚PA6/66/11，通過傅立葉變換紅外光譜儀、差示掃描量熱儀和熱重等對其結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了

3、表征，并研究了其宏觀力學(xué)性能研究，為其具體應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。 本文的研究工作主要相關(guān)內(nèi)容及研究結(jié)果如下： 1.以11-氨基十一酸、已內(nèi)酰胺、尼龍66鹽為主要原料，在接近真空狀態(tài)下，采用熔融共縮聚的方法制備了PA6/66/11三元共聚尼龍熱熔膠。采用傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、差示掃描量熱儀(DSC)和熱失重(TG)等對其結(jié)構(gòu)和熱性能進(jìn)行了表征，并研究了其特性粘度、吸水率和宏觀力學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)熔融共縮聚適合于共聚

4、尼龍的制備，對其分子量控制趨于穩(wěn)定，且具有良好的性能，完全符合尼龍熱熔膠使用要求，其剝離強(qiáng)度較高，在11-氨基十一酸含量為80％的樣品中，其剝離強(qiáng)度達(dá)到最大為33.2N/25mm。耐水洗、耐干洗性能均達(dá)到先進(jìn)水平。 2.利用毛細(xì)管流變儀對PA6/66/11共聚尼龍熱熔膠的流變行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。在所研究的剪切速率范圍之內(nèi)，n值在所選溫度下都小于1，表明PA6/66/11共聚尼龍熔體是假塑性流體。隨著實(shí)驗(yàn)溫度的升高，低熔點(diǎn)多元共聚

5、酰胺的非牛頓指數(shù)n值有所提高。PA6/66/11共聚尼龍熱熔膠的剪切應(yīng)力隨剪切速率增大而增大，表觀粘度隨著剪切速率的增大而減小，表現(xiàn)出非牛頓流體即假塑性流體的特征-切力變稀現(xiàn)象。11-氨基十一酸的加入不同程度的降低了共聚物的粘流活化能，△E越高，蠕動(dòng)單元越大，對溫度的敏感性越強(qiáng)。 3.利用差示掃描量熱儀、X射線衍射儀、偏光顯微鏡對PA6/66及PA6/66/11共聚物的結(jié)晶及熔融行為進(jìn)行研究。WAXD實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，所測聚合物中在

6、2θ=21.3°的位置均出現(xiàn)一強(qiáng)的衍射峰(100)，這種單峰是尼龍的特征y晶型。這就表明結(jié)晶性能不怎么好的共聚物在等溫結(jié)晶時(shí)傾向于形成這種比較穩(wěn)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。從偏光顯微鏡分析可以看出，樣品中都只生成較多細(xì)小的微晶。通過對PA6/66及PA6/66/11共聚物的等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)Avrami方程能很好的描述其等溫結(jié)晶過程。用三種方法對PA6/66及PA6/66/11共聚物的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)Ozawa理論不適用于描述P