CN103910845B - 一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法。加入羟基封端的聚硅氧烷升温后再加入二异氰酸酯,在N2保护下反应得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;将羧基封端的聚酰胺加入升温进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯反应;然后加入异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应后停止加热,得到聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物。本方法在高温下反应迅速,可在较短的时间内达到较高的分子量。而且通过控制产品的投料比,所得产品具有热塑性,凝胶含量低,可反复加工利用,减少了资源的浪费,同时该产品用于尼龙产品与硅橡胶的共混可作为相容剂提高两者的相容性。
Description
技术领域
本发明涉及一种多嵌段共聚物的合成方法,尤其是涉及一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法。
背景技术
热塑性弹性体TPE,是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的材料。它同时具备了橡胶和热塑性塑料的特性,在常温下显示出橡胶高弹性,在高温下又可以塑化成型,使用简单的塑料加工机械即可很容易地制成最终产物。
热塑性弹性体这种性能的特殊性是由它结构上的特殊性决定的。热塑性弹性体一大类为多嵌段共聚物。嵌段共聚物的链段由硬段和软段两部分组成,硬段可以结晶,起到物理交联点的作用,软段则无规则缠绕在其中。在升高温度的时候,结晶微区融化,使得材料可以进行加工成型。降低温度,结晶微区又可以重新形成,形成弹性体。至今人们在进行TPE的分子设计时所依赖的热可逆约束形式主要有三种,包括结晶相、冻结相和离子簇。氢键也是热可逆的约束形式,但一般仅在上述三种形式中起辅助作用。
由于它兼具橡胶的弹性和热塑性塑料的熔体流动性与重复使用性能,既可以代替一般的硫化橡胶,又可以代替某些通用树脂,并可像塑料那样挤出加工而保持其橡胶弹性不变,因此广泛应用于汽车、建筑、家用设备、电线、电缆、电子产品、食品包装、医疗器械等众多领域。
所以选用不同的硬段材料和软段材料会得到不同的性质。目前对于聚硅氧烷作为软段的热塑性弹性体已经开始投入了研究。聚酰胺的结晶度高,耐热性好,抗拉伸强度高,最大优点在于耐溶剂性好,已经成为了一大广泛应用的工程塑料。聚酰胺类作为硬段可以得到耐热性能和机械性能都比较好的产物。聚硅氧烷不同于普通以-C-C-为主链的有机物,它是以-Si-O-Si-为主链的。结构特殊性决定了其化学性质的特殊性,如耐高低温、耐紫外、耐辐射、耐候性电气绝缘性、耐化学品、高透气性及生理惰性等。因而广泛应用于航空、宇航、电气电子、化工仪表、汽车、机械、建筑、工业以及医疗卫生、日常生活等领域。所以综上所述制备聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物具有切实意义的应用前景,其将成为具有耐高低温、耐溶剂的高性能材料。
Dowcorning在其专利中US6362288B1和US7410695B2中提到利用聚酰胺与聚硅氧烷进行共混制备热塑性弹性体,这种热塑性弹性体在2004年投入应用,其以高耐磨性、耐溶剂性和耐候性而得到重视。这种热塑性弹性体使以硅橡胶颗粒分散于塑料主体相中起到微相分离的作用,在高温下,塑料相熔融可以进行再次加工成型。但是硅橡胶由于其链段为非极性链段,而且链段十分柔软,所以需要一个较好的相容剂才会保证产品最终优异的性能。这种通过热塑性动态硫化的方式制备的热塑性弹性体在长期应用后容易发生宏观相分离,对产品的性能不利。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提出一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法。该产物也可作为一种热塑性弹性体,它不同于前面共混的方式制备得到的产品。聚硅氧烷链段与聚酰胺链段相连,不容易发生宏观的相分离,产品性能稳定。而且通过对产品的结构进行设计,可以得到一系列性能不同的产品。其中由于聚硅氧烷链段的特殊性,与聚酰胺链段十分不相容,为了促进两者之间的反应,本发明采用了异氰酸酯封端的聚硅氧烷与羧基封端的聚酰胺进行反应扩链。该反应在高位下反应迅速,无溶剂,后处理简单,产品的分子量较高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明方法的步骤如下:
1)异氰酸酯封端的聚硅氧烷的制备:
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入羟基封端的聚硅氧烷,升温至60~120℃,加入二异氰酸酯,其中二异氰酸酯与羟基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.05:1~2.1:1,在N2保护下反应6~12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
其反应式为:
其中,R1为烷基,R2为烷基、环烷基或者芳基;
2)聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的制备:
将羧基封端的聚酰胺加入到烧瓶中,升温至180~240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯反应5~20min;
然后加入步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为95:5~60:40,二异氰酸酯和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物;
其反应式为:
其中,R3为烷基、环烷基或芳基。
所述的R1的烷基为其中n≥3。
所述的R2的烷基为其中n=4或者n=6;所述的R2的环烷基为或者所述的R2的芳基为 或者
所述的R3的烷基为其中n=4或者n=6;所述的R3的环烷基为或者所述的R3的芳基为 或者
所述的polyamide为聚酰胺PA6、聚酰胺PA12、聚酰胺PA66或聚酰胺PA46。
本发明的有益效果为:
1.由于本反应采用的异氰酸酯封端的聚硅氧烷与羧基封端的聚酰胺进行反应,该反应在高温下进行本体聚合,反应迅速,无溶剂,降低了生产成本,提高了生产效率。
2.控制该过程的加料比例,制备了凝胶含量很低的聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物,得到了优势结合的产品,反应易于控制,对于制备耐溶剂、耐候性好、耐高低温的材料有重大的实际意义。
附图说明
图1为本发明实施例1所用的羟丙基封端的聚硅氧烷的红外光谱图。
图2为本发明实施例1步骤1)所制备异氰酸酯封端聚硅氧烷的红外光谱图。
图3为本发明实施例1所用的PA6的红外光谱图。
图4为本发明实施例1所得最终产品聚酰胺PA6-聚硅氧烷多嵌段共聚物的红外光谱图。
图5为本发明实施例1所得最终产品与原料PA6的GPC比较分析结果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
本发明方法包括以下步骤:
1)异氰酸酯封端的聚硅氧烷的制备:
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入羟基封端的聚硅氧烷,升温至60~120℃,加入二异氰酸酯,其中二异氰酸酯与羟基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.05:1~2.1:1,在N2保护下反应6~12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
其反应式为:
其中,R1为烷基,R2为烷基、环烷基或者芳基;
2)聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的制备:
将羧基封端的聚酰胺加入到烧瓶中,升温至180~240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯反应5~20min;
然后加入步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为95:5~60:40,二异氰酸酯和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物;
其反应式为:
其中,R3为烷基、环烷基或芳基。
R1的烷基为其中n≥3。
R2的烷基为其中n=4或者n=6;R2的环烷基为 或者R2的芳基为 或者
R3的烷基为其中n=4或者n=6;R3的环烷基为 或者R3的芳基为 或者
所述的polyamide为聚酰胺PA6、聚酰胺PA12、聚酰胺PA66或聚酰胺PA46。
步骤1)中的二异氰酸酯和步骤2)中的二异氰酸酯可以相同也可以不同,两者均可以为1,4-二异氰酸酯丁烷(BDI)、1,6-二异氰酸酯己烷(HDI)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(DODI)或者间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)。
本发明的具体实施例如下:
实施例1:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为1000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至100℃,加入二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)35.3g,其中二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为2.1:1,在N2保护下反应8h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将80g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA6加入到烧瓶中,升温至240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)8.46g反应5min;
然后加入20g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA6和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为80:20,步骤2)中二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA6-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA6-PDMS)。
红外光谱对所得的产物进行表征,可以得到如附图2所示的红外光谱图。对比附图1和附图2可以看出原料羟丙基封端聚硅氧烷3476cm-1处O-H的伸缩振动峰消失,在3345cm-1出现了一个新的N-H的伸缩振动吸收峰。另外产物异氰酸酯封端的聚硅氧烷在22763cm-1处非常明显的出现了一个新的异氰酸酯官能团N=C=O上双键的伸缩振动吸收峰,同时在1721cm-1处出现了酯基中C=O的伸缩振动峰。这说明步骤1)过程中异氰酸酯成功地与羟基进行了反应,生成了异氰酸酯封端的聚硅氧烷。
对产品和原料进行结构表征,附图4与附图3进行比较分析,聚酰胺PA6中3291cm-1的N-H的伸缩振动吸收峰依然十分明显的存在,而且1250cm-1处Si-CH3的CH3的变形振动吸收峰以及1080cm-1处Si-O键的伸缩运动吸收峰都存在。说明产品中既含有聚酰胺PA6,同时又含有聚硅氧烷。采用GPC对产品进行进一步的分析得到附图5,由附图5可以看出产品的分子量要明显大于原料聚酰胺PA6的分子量,说明聚酰胺PA6与聚硅氧烷并不是简单的共混在一起,而是成功得到了聚酰胺PA6-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA6-PDMS)。综上所述,以羧基封端的聚酰胺PA6与异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应,可以制备得到聚酰胺PA6-聚硅氧烷多嵌段共聚物。
实施例2:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为1000g/mol羟丁基封端的聚硅氧烷100g,升温至100℃,加入二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)35.3g,其中二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)与羟丁基封端的聚硅氧烷的摩尔比为2.1:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将95g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA12加入到烧瓶中,升温至180℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯BDI(1,4-二异氰酸酯丁烷)7.25g反应5min;
然后加入5g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA6和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为95:5,步骤2)中二异氰酸酯BDI(1,6-二异氰酸酯己烷)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA12-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA12-PDMS)。
实施例3:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丁基封端的聚硅氧烷100g,升温至120℃,加入二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)8.82g,其中二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)与羟丁基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.05:1,在N2保护下反应6h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将40g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA12加入到烧瓶中,升温至180℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)3.15g反应5min;
然后加入60g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA12和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为40:60,步骤2)中二异氰酸酯HDI(1,6-二异氰酸酯己烷)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA12-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA12-PDMS)。
实施例4:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为1000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至100℃,加入二异氰酸酯MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)52.50g,其中二异氰酸酯MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为2.1:1,在N2保护下反应6h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将70g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA66加入到烧瓶中,升温至230℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)12.59g反应15min;
然后加入30g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA66和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为70:30,步骤2)中二异氰酸酯MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA66-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA66-PDMS)。
实施例5:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至100℃,加入二异氰酸酯H12MDI(4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯)19.50g,其中二异氰酸酯H12MDI(4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.5:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将60g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA66加入到烧瓶中,升温至240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)10.35g反应15min;
然后加入40g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA66和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为60:40,步骤2)中二异氰酸酯MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA66-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA66-PDMS)。
实施例6:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为1000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至60℃,加入二异氰酸酯IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)22.52g,其中二异氰酸酯IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为2.1:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将70g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA46加入到烧瓶中,升温至240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)12.75g反应20min;
然后加入30g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA46和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为70:30,步骤2)中二异氰酸酯IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA46-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA46-PDMS)。
实施例7:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至120℃,加入二异氰酸酯CHDI(1,4-环己烷二异氰酸酯)15.75g,其中二异氰酸酯CHDI(1,4-环己烷二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为2.1:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将50g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA6加入到烧瓶中,升温至240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯CHDI(1,4-环己烷二异氰酸酯)14.25g反应15min;
然后加入50g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA6和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为50:50,步骤2)中二异氰酸酯CHDI(1,4-环己烷二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA6-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA6-PDMS)。
实施例8:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至70℃,加入二异氰酸酯PPDI(对苯二异氰酸酯)12.15g,其中二异氰酸酯PPDI(对苯二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.5:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将60g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA12加入到烧瓶中,升温至180℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯PPDI(对苯二异氰酸酯)10.25g反应20min;
然后加入40g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA12和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为60:40,步骤2)中二异氰酸酯PPDI(对苯二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA12-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA12-PDMS)。
实施例9:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至120℃,加入二异氰酸酯XDI(间苯二亚甲基二异氰酸酯)27.35g,其中二异氰酸酯XDI(间苯二亚甲基二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.5:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将80g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA66加入到烧瓶中,升温至23℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯XDI(间苯二亚甲基二异氰酸酯)15.65g反应20min;
然后加入20g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA66和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为80:20,步骤2)中二异氰酸酯XDI(间苯二亚甲基二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA66-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA66-PDMS)。
实施例10:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丁基封端的聚硅氧烷100g,升温至60℃,加入二异氰酸酯2,4-TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)5.84g,其中二异氰酸酯2,4-TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)与羟丁基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.05:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将40g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA12加入到烧瓶中,升温至180℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯2,4-TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)4.35g反应5min;
然后加入60g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA12和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为40:60,步骤2)中二异氰酸酯2,4-TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA12-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA12-PDMS)。
实施例11:
1)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入分子量为2000g/mol羟丙基封端的聚硅氧烷100g,升温至120℃,加入二异氰酸酯DODI(二甲基联苯二异氰酸酯)17.35g,其中二异氰酸酯DODI(二甲基联苯二异氰酸酯)与羟丙基封端的聚硅氧烷的摩尔比为2.1:1,在N2保护下反应12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
2)将50g分子量为2000g/mol羧基封端的聚酰胺PA6加入到烧瓶中,升温至240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,加入二异氰酸酯DODI(二甲基联苯二异氰酸酯)16.5g反应15min;
然后加入50g步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺PA6和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为50:50,步骤2)中二异氰酸酯DODI(二甲基联苯二异氰酸酯)和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺PA6-聚硅氧烷多嵌段共聚物(PA6-PDMS)。
上述具体实施方式用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法,其特征在于:方法的步骤如下:
1)异氰酸酯封端的聚硅氧烷的制备:
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中,加入羟基封端的聚硅氧烷,升温至60~120℃,加入二异氰酸酯,其中二异氰酸酯与羟基封端的聚硅氧烷的摩尔比为1.05:1~2.1:1,在N2保护下反应6~12h,得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷;
其反应式为:
其中,R1为烷基,R2为烷基、环烷基或者芳基;
2)聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的制备:
将羧基封端的聚酰胺加入到烧瓶中,升温至180~240℃进行熔融,待羧基封端的聚酰胺熔融完全后,逐滴加入二异氰酸酯反应5~20min;
然后加入步骤1)得到的异氰酸酯封端的聚硅氧烷反应1h后停止加热,其中羧基封端的聚酰胺和异氰酸酯封端的聚硅氧烷的质量比为95:5~60:40,二异氰酸酯和异氰酸酯封端的聚硅氧烷中总共含有的异氰酸根与羧基封端的聚酰胺中的羧基的摩尔比为1:1,得到聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物;
其反应式为:
其中,R3为烷基、环烷基或芳基。
2.根据权利要求1所述的一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法,其特征在于:所述的R1的烷基为其中n≥3。
3.根据权利要求1所述的一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法,其特征在于:所述的R2的烷基为其中n=4或者n=6;所述的R2的环烷基为或者所述的R2的芳基为 或者
4.根据权利要求1所述的一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法,其特征在于:所述的R3的烷基为其中n=4或者n=6;所述的R3的环烷基为或者所述的R3的芳基为 或者
5.根据权利要求1所述的一种聚酰胺-聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成方法,其特征在于:所述的聚酰胺为聚酰胺PA6、聚酰胺PA12、聚酰胺PA66或聚酰胺PA46。
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