稀土熒光尼龍6的制備及其研究.pdf

1、首先，以原位聚合的方法制備了稀土熒光尼龍6。采用紅外光譜、電位化學(xué)滴定、烏式粘度計(jì)、熱失重分析、掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡、熒光分析對(duì)所合成的稀土熒光尼龍6進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征，結(jié)果表明，可以用原位聚合的方法制備性能良好的稀土熒光尼龍6。通過(guò)紅外光譜分析和電位化學(xué)滴定可以看出原位聚合制備的復(fù)合材料中熒光粉和PA6基體有一定的化學(xué)結(jié)合，推測(cè)熒光粉與PA6基體中的COOH有絡(luò)合作用。
　　 由于通過(guò)原位聚合制備的稀土熒光尼龍6切片分子量較低

2、，難以達(dá)到某些領(lǐng)域的要求，需要通過(guò)固相聚合進(jìn)一步提高分子量。通過(guò)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、熒光粉的加入、萃取、預(yù)聚體的分子量以及顆粒的大小對(duì)固相縮聚的影響。反應(yīng)溫度對(duì)固相縮聚的影響很大，在相同的反應(yīng)時(shí)間下，反應(yīng)溫度越高，分子量越高，但是反應(yīng)溫度太高會(huì)引起稀土熒光尼龍6的降解，而且切片的粘結(jié)現(xiàn)象更嚴(yán)重，因此反應(yīng)溫度應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)臏囟戎畠?nèi)。熒光粉的加入也對(duì)固相縮聚產(chǎn)生了影響，一方面由于在無(wú)定型區(qū)的熒光粒子阻礙了末端基官能團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，另一方面熒光粒子

3、中的Eu2+與羧基絡(luò)合，使得羧基和氨基的含量不一樣，導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，因此在相同的反應(yīng)條件下，尼龍6固相縮聚后的分子量要比稀土熒光尼龍6固相縮聚后的分子量高。顆粒越小，反應(yīng)過(guò)程中生成的小分子副產(chǎn)物擴(kuò)散的速率就越快，在相同反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度下，顆粒越小，分子量越大。
　　 采用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)稀土熒光尼龍的等溫結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行了研究。利用Avrami方程對(duì)稀土熒光尼龍等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，對(duì)稀土熒光尼龍6等溫結(jié)晶過(guò)程的分析

4、可知尼龍6的結(jié)晶速率隨著熒光粉含量的增加而增加，這表明熒光粉對(duì)尼龍6有較強(qiáng)的異相成核的作用。通過(guò)Arrhenius方程求得不同樣品的表觀結(jié)晶活化能，發(fā)現(xiàn)表觀結(jié)晶活化能隨著熒光粉含量的增加而增加，這表明熒光粉的加入對(duì)尼龍6鏈段的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。由于固相縮聚后樣品的分子量變大，分子間的作用力增大，固相縮聚前樣品的表觀結(jié)晶活化能要比固相縮聚后的表觀結(jié)晶活化能高。
　　 采用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)稀土熒光尼龍固相縮聚前后的樣品進(jìn)行了

5、非等溫結(jié)晶過(guò)程和二次熔融行為的研究，用Jeziorny，Ozawa和Mo方法對(duì)尼龍6和稀土熒光尼龍6固相縮聚前后進(jìn)行非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)Ozawa方法在分析非等溫結(jié)晶時(shí)，偏差比較大，而Jeziorny方法雖然也有一定的偏差，但能很好的分析主結(jié)晶過(guò)程。Mo方法能很好地分析非等溫結(jié)晶的過(guò)程。通過(guò)分析可知固相縮聚前的結(jié)晶速率比固相縮聚后的結(jié)晶速率大。熒光粉對(duì)尼龍6有異相成核作用，但是熒光粉的存在對(duì)尼龍6分子鏈段起到了阻礙的作用，使得稀土

6、熒光尼龍6的結(jié)晶速率比純的尼龍6低，這與等溫結(jié)晶的結(jié)果不同，說(shuō)明非等溫結(jié)晶是一個(gè)更為復(fù)雜的過(guò)程。在分析二次熔融行為的過(guò)程中，在相同的降溫速率下，發(fā)現(xiàn)稀土熒光尼龍6預(yù)聚體出現(xiàn)了雙峰，而尼龍6預(yù)聚體只出現(xiàn)了單峰。而低溫熔融峰對(duì)應(yīng)著尼龍6的γ晶型，而高溫熔融峰對(duì)應(yīng)著尼龍6的а晶型，說(shuō)明熒光粉的存在促進(jìn)了尼龍6的γ晶型的形成。而稀土熒光尼龍6和尼龍6熔融后快速冷卻，都主要以γ晶型的為主，說(shuō)明快的降溫速率有利于γ晶型的形成。而且稀土熒光尼龍6的結(jié)

7、晶度比尼龍6的結(jié)晶度大，這進(jìn)一步說(shuō)明熒光粉在尼龍6結(jié)晶的過(guò)程中起到了成核劑的作用。
　　 通過(guò)對(duì)稀土熒光尼龍6切片的萃取實(shí)驗(yàn)，分析了萃取水溫度、萃取浴比、攪拌等對(duì)萃取效果的影響，采用阿貝折光儀測(cè)定了可萃取物濃度隨萃取時(shí)間的變化。在萃取動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)固-液傳質(zhì)理論，進(jìn)行了萃取動(dòng)力學(xué)模擬，得到了萃取動(dòng)力學(xué)參數(shù)C1與C2及平衡線斜率m與萃取水溫度的關(guān)系式，C1和C2隨著萃取溫度的升高而增加，C1和C2的值越大可萃取物的濃度也