含酰亚胺结构聚酰胺的合成研究.pdf

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1、36工程塑料应用2011年，第39卷，第3期含酰亚胺结构聚酰胺的合成研究术杨云峰胡国胜(中北大学理学院，太原030051)摘要通过偏苯三酸酐与l1一氨基十一酸反应，制备了酰亚胺酸，经与己二胺聚合合成了含酰亚胺结构的聚酰胺，详细探讨了反应时间、脱水时间、脱水温度、投料比等反应条件对聚合物结构的影响，确定了最佳合成务件。合成产物具有比尼龙11高的耐热温度。关键词尼龙11酰亚胺酸合成尼龙11具有较高的强度、弹性以及良好的韧性过滤，干燥；称取上述产物7．9g，己二胺2．3g装入等优异性能，但其热性能较差，极大地限制了其应用安培瓶中，加入DMACi0mL，在

2、油浴锅中加热至领域l1J。聚酰亚胺是主链上含有酰亚胺环状结构180~C，反应3h后倒入沸水中，得白色沉淀，过滤，的聚合物，其耐热性是目前高分子材料中较好干燥。的J，因此将酰亚胺结构引入尼龙11分子链中，1．4性能测试是对其进行化学改性的重要途径。FTIR分析：取适量聚合物溶于DMAC，均匀涂笔者通过分子设计的方法，向尼龙11分子链段布于KBr盐片上，形成液膜，80℃真空干燥24h后中引入酰亚胺耐热基团，改变尼龙11的化学结构，测定；合成了具有优良耐热性能的聚酰胺树脂，从根本上DSC分析：由一5OcC升温至400℃，升温速率提高其综合性能，具有显著的

3、经济和社会效益。10~C／min，根据DSC曲线确定熔点。1实验部分2结果与讨论1．1原材料2．1红外光谱分析11一氨基十一酸山西中联泽农化工公司；图1示出所得聚合产物的FTIR谱图。从图1偏苯三酸酐：天津通达化工厂；可见，高于3000cm的吸收峰为不饱和C—H伸缩Ⅳ，Ⅳ一二甲基乙酰胺(DMAC)：分析纯，天津光振动，在1585cm一处的特征吸收峰表明有苯环存复精细化工研究所；在。位于4000～3400cm处的酰亚胺酸中胺基和己二胺：分析纯，市售；未完全亚胺化的羧羟基吸收峰基本消失；在1716乙酸酐：分析纯，市售；em和1394em处有非常强的吸收

4、峰，1770cm二甲基甲酰胺(DMF)：市售。和738cm-1处有中强峰，这4个峰为芳香酰亚胺的1．2仪器特征红外吸收峰，1770em和1716em处为酰亚差示扫描量热仪(DSC)：DSC822e型，瑞士Met．胺分子中酰亚胺环羰基的不对称伸缩振动和对称伸tierToledo公司；缩振动吸收峰，738am处为C-~O的弯曲振动吸傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪：FTIR一8400S型，日本岛津制作所；电子分析天平：BS124S型，德国Sartorius公司。1．3试样制备首先将12．06g11氨基十一酸溶于DMAC置于恒压滴液漏斗中，然后于四口瓶中

5、加入9．6g偏40002800l600400苯三酸酐及DMAC，搅拌，加热至60~C，待偏苯三酸波数／cm酐溶解后，滴加11．氨基十一酸溶液，反应4h，待反图1聚合产物的FTIR谱图应物呈浅黄色清亮溶液后加人乙酸酐10mL，升温至90℃反应3h，反应物呈棕褐色，冷却，将反应物山西省自然科学基金项目(2008011016—2)慢慢倒人300mL沸水中，搅拌，将生成的白色沉淀收稿日期：2010．12．11杨云峰，等：含酰亚胺结构聚酰胺的合成研究37收峰，1394cm处为c—N的振动吸收峰。因此可(3)脱水温度对聚合物结构的影响确定所得到的聚合物是目标产

6、物。在相同合成工艺条件下，于不同温度加入脱水H862．2合成工艺的研究剂乙酸酐反应3h，将所制酰亚胺酸与己二胺按1：1(1)反应时间对酰亚胺酸收率的影响混合均匀后装入安瓶管进行聚合反应，反应结束后称取偏苯三酸酐9．6g、11一氨基十一酸12．06g通过DMF进行抽提，对不溶物进行干燥并称重，考于四口瓶中，在40～50qc下搅拌反应不同时问后，察脱水温度对不溶物含量的影响，结果如图4所示。升温至80～90℃，加入脱水剂乙酸酐，反应3h左右，冷却至室温，加入适量的水进行沉析，抽滤后，再用水重结晶，所得酰亚胺酸的收率如图2所示。＼褂温度／℃图4脱水温度对

7、不溶物含量的影响从图4可以看出，当温度达到75℃后，开始脱It~lN?h水反应，90℃时脱水反应速度较快，3h时基本完成图2反应时间对酰亚胺酸收率的影响脱水反应，生成酰亚胺酸。从图2可以看出，随着反应时间的延长，酰亚胺(4)投料比对聚合物结构的影响酸的收率逐渐升高，当超过4h后，收率基本保持不将11一氨基十一酸、偏苯三酸酐按不同物质的变，可见4h时反应基本结束。故将反应时间确定量比混合，在40～50~C下搅拌反应4h后，升温至为4h。9O并加入脱水剂乙酸酐反应3h，将所制酰亚胺酸(2)脱水时间对聚合物结构的影响与己二胺按1：1混合均匀后装入安瓶管进

8、行聚合反在相同合成工艺条件下，于80～90qC加入脱水应，反应结束后通过DMF进行抽提，对不溶物进行剂乙酸酐反应不同时问，