PA6熔體中己內(nèi)酰胺陰離子聚合的研究.pdf

1、聚酰胺6（PA6）是一種用途廣泛的聚合物材料，作為纖維主要應(yīng)用于紡織服裝、輪胎簾子線等方面，作為五大工程塑料之一，主要應(yīng)用于機(jī)械、化工、通訊等領(lǐng)域。PA6聚合機(jī)理分為水解開環(huán)聚合與陰離子開環(huán)聚合，兩者反應(yīng)條件截然不同，水解聚合為逐步聚合，采用水作為開環(huán)劑，并于聚合后期排水以控制分子量；陰離子聚合為連鎖聚合，須嚴(yán)格控制水、酸在極低的含量。水解聚合為逐步聚合，產(chǎn)物分子鏈端不含活性中心；陰離子聚合為活性聚合，具有反應(yīng)速度快、分子量高的特性。本

2、文結(jié)合水解開環(huán)聚合與陰離子開環(huán)聚合兩種聚合機(jī)理，以熔體流動(dòng)性較好的水解聚合PA6為基體，通過添加己內(nèi)酰胺（CL）單體及陰離子聚合引發(fā)劑與活化劑，在PA6基體熔點(diǎn)以上溫度反應(yīng)得到APA6/HPA6復(fù)合產(chǎn)物。為確定引發(fā)劑與活化劑的用量，以及合適的反應(yīng)溫度與時(shí)間，先后進(jìn)行了靜態(tài)澆鑄與動(dòng)態(tài)混合、常規(guī)工業(yè)澆鑄溫度與目標(biāo)高溫下單純陰離子聚合實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化得到適合目標(biāo)反應(yīng)的條件。
　　靜態(tài)澆鑄實(shí)驗(yàn)表明，以己內(nèi)酰胺鈉（C10）為引發(fā)劑，雙?；瘍?nèi)酰胺-

3、1，6-己二胺（C20）為活化劑的陰離子聚合體系在常規(guī)澆鑄溫度（160 oС）及相對較高的溫度（220 oС）下均得到了陰離子聚合PA6產(chǎn)物，F(xiàn)T-IR、TGA、DSC等測試結(jié)果表明該陰離子聚合助劑體系同樣適合較高的反應(yīng)溫度，熱穩(wěn)定性測試表明CL/C10/C20質(zhì)量比為100/2.0/2.0時(shí)，產(chǎn)物小分子失重比例最低，同時(shí)考慮后續(xù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)混合時(shí)助劑可能存在的少量熱損失，故同將 CL/C10/C20為100/2.5/2.5列為適合比例。<

4、br>　　采用轉(zhuǎn)矩流變儀混煉平臺作為動(dòng)態(tài)混合反應(yīng)場所，通過一步加料法混合反應(yīng)得到兩種助劑比例、四種反應(yīng)溫度下的陰離子聚合PA6。FT-IR測試表明產(chǎn)物具有典型聚酰胺特征峰，可萃取物含量測試表明單體轉(zhuǎn)化率均在90％左右，熱性能測試表明產(chǎn)物中含有不同聚合程度組分，100/2.5/2.5比例產(chǎn)物結(jié)晶度較高，單體剩余較少，反應(yīng)溫度過低與過高將影響熔體流動(dòng)性、體系交聯(lián)程度，因而選擇230 °С作為目標(biāo)反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間不宜過長，視實(shí)時(shí)扭矩變化而定

5、。
　　按既定助劑比例、溫度進(jìn)行水解聚合PA6熔體中的己內(nèi)酰胺陰離子聚合實(shí)驗(yàn)，同樣采用轉(zhuǎn)矩流變儀及一步加料的方式制備水解聚合PA6/陰離子聚合PA6復(fù)合產(chǎn)物。FT-IR測試表明復(fù)合產(chǎn)物保持聚酰胺的特征峰，DSC測試表明隨著己內(nèi)酰胺初始含量的增加，復(fù)合產(chǎn)物結(jié)晶度呈下降趨勢，結(jié)晶峰由窄變寬，熔融溫度下降，TGA測試表明己內(nèi)酰胺含量較高時(shí)存在明顯的三個(gè)熱失重階段，表明陰離子聚合的發(fā)生，可萃取物含量測試表明隨著己內(nèi)酰胺含量的減小，轉(zhuǎn)化率呈

6、上升趨勢，最高接近50%，相對黏度測試表明轉(zhuǎn)化率最高的樣品相對黏度稍高于空白樣品。
　　推測聚合體系在轉(zhuǎn)矩流變儀中存在較為嚴(yán)重的熱氧降解，端基含量測試表明反應(yīng)后空白樣品羧基含量增加，降解產(chǎn)物影響了原本可能進(jìn)行至更高程度的陰離子聚合反應(yīng)，引入與己內(nèi)酰胺及PA6相容性較差的線性低密度聚乙烯作為對照，同時(shí)也對比了未經(jīng)工業(yè)萃?。ê?.88%）的水解聚合 PA6作為基體時(shí)的聚合情況，實(shí)時(shí)扭矩變化及反應(yīng)前后己內(nèi)酰胺含量測試結(jié)果表明，存在熱氧降