共聚酰胺116的制备及表征

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1、摘要高性能新材料是当今材料领域的发展方向。在我国，高性能高分子材料被国家科技部列为重点发展材料之一，而其中通用工程塑料改性则被列为973重大科技攻关项目。作为通用工程塑料之一的尼龙11是一种高性能高分子基体树脂，它具有优异的综合性能丽被广泛应用于汽车、军械工业、煤气和输油管道以及电子器械等行业，但其昂贵的价格以及纯粹的尼龙11本身抗冲击强度并不高的缺陷限制了尼龙11的应用空间。因此，通过物理或化学改性的方法提高以尼龙Il为主体的基体材料的性能，拓宽尼龙li树脂的应用领域十分必要。目前关于尼龙11改性研究多以物理改性为主，很少有以尼龙11为主体的共

2、聚材料的研究报道。主要是由于11一氨基十一酸单体的制备技术～直为法国AT0公司所垄断，该公司独家开发并工业化生产以尼龙11为主体的三元共聚尼龙工程塑料。因此，本论文以1l一氨基十一酸和己内酰胺单体为原料，制备共聚酰胺11／6工程塑料，主要工作和创造性研究有以下几个方面：(1)共聚酰胺11／6的制备及其表征在水存在的条件下，通过己内酰胺水解，采用本体熔融聚合法制各以11一氨基十一酸为主体的共聚酰胺11／6共聚物。通过对共聚酰胺特性粘度的测定，优化了反应的工艺条件，确定出最佳的反应时间、反应温度。本研究所确定的工艺条件可以确保单体转化率都在97％以上

3、。利用FTIR和DSC对共聚尼龙11／6进行了表征。FTIR谱图表明所制备的共聚酰胺为～无规共聚酰胺材料；另外己内酰胺含量的变化也影响到共聚酰胺的结构。在DSC曲线中均只出现单一熔融峰证实了本研究所制备的材料为纯粹的共聚酰胺11／6，在制备过程中并没有形成尼龙1l或尼龙6均聚物：DSC结果同时表明随着己内酰胺单体含量的增加，共聚酰胺11／6的熔点升高，但是仍远低于均聚尼龙6或尼龙11的熔点，这进一步证实了所制备得的共聚酰胺11／6是无规共聚物。(2)系统地研究了共聚酰胺11／6的力学性能在这部分，主要研究了己内酰胺的含量对共聚酰胺力学性能(拉伸强

4、度、断裂伸长率以及常温和低温冲击强度)的影响。研究表明，对于共聚酰胺体系，随着己内酰胺含量的增多，共聚酰胺的拉伸强度呈上升的趋势，均聚尼龙6的拉伸强度最高。己内酰胺的含量为20％时，断裂伸长率最大；随着己内酰胺含量的增多，断裂伸长率直线下降，当己内酰胺的含量在55％左右时，断裂伸长率最低；随其含量的继续增多，断裂伸长率则出现缓慢的上升。力学性能研究结果同时表明：在己内酰胺含量低于30wt％时，随其含量的增加，共聚酰胺1l／6的常温和低温冲击强度下降缓慢，与纯尼龙11相比较，基本上保持不变：随其含量继续增加，共聚酰胺ll／6的抗冲击性能下降较快。(

5、3)系统地研究了共聚酰胺11／6的流变行为流变性能研究表明，随着己内酰胺含量的增多，共聚酰胺11／6表现出更强假塑性，表观粘度对剪切速率不太敏感，剪切应力随剪切速率增加而增大，随温度升高而减小，表现出切力变稀的现象。其粘流活化能均低于均聚尼龙6的粘流活化能，表观粘度对温度不如均聚酰胺敏感。所以，共聚酰胺对加工温度的精度要求不是很高。总之，本论文以研究和开发以尼龙1l为主体的高性能高分子基体材料为研究出发点，在共聚酰胺1l／6的制备、表征以及材料的力学性能和流变行为等方面作了大量的研究工作，可望打破法国AT0公司以尼龙ll为主体材料的共聚酰胺制备技

6、术上的垄断地位，为我国企业进军该领域提供一技术平台。关键词：共聚酰胺11／6，制备，表征，力学性能，流变性能PreparationandcharacterizationofCopolyamide11／6AuthorZhaoⅪnTutorHuGuoshengAbstractThenovelmaterialswithhi【曲performanceisthedevelopingdirectioninthecurrentmaterialsfields．Inourcountry,polymermaterialswithhi曲performancehaveb

7、einglistedasoneofemphasisdevelopingmaterialsbythedevelopmentofnationalscienceandtechnology．Andthemodificationofgeneralengineeringplastichasbeinglistedasmajorprojectof“973”．Asoneofthegeneralengineeringplastic，nylon1isakindofpolymermatrixwithhighperformance．Duetoitsexcellentcom

8、prehensiveproperties，nylon1resinwasusedwidelyinthosefieldssuchasauto