CN104031264A - 一种共聚透明尼龙及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：质量含量为80-96％的单体A：内酰胺；质量含量为2-10％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；质量含量为2-10％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到，或者摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体C为芳香族二元酸；单体D为脂环族二元酸；单体E为脂肪族二元胺。该共聚透明尼龙通过单体A,单体B，单体C和单体D,共同聚合而成，较常规尼龙6，尼龙66和尼龙6/66共聚物具有更优异的透明性和综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料尼龙合成技术领域，具体地，涉及一种共聚透明尼龙及其制备方法。
背景技术
美国杜邦公司的华莱士·卡罗瑟斯在20世纪30年代发明了聚酰胺。聚酰胺具有高机械强度，良好的抗冲击性能，优异的耐热性、耐磨性和耐油性等优良特性，广泛应用于机械和化工，在水利、国防、交通等国民经济领域发挥着十分重要的作用。
然而，尼龙透明性差，在某些对材料透明性要求较高的领域，很难发挥作用。为此，国内外广泛展开对透明尼龙的研究。透明尼龙一般为无定形聚合物，透光率与光学玻璃相近，广泛应用于航空工业，汽车制造，电器工业，医学部门，食品包装，工程和机械部件，近海作业部门，体育和Hi-Fi(高保真)/影像/密纹软盘部门。
现有技术中，合成的透明聚酰胺主要有脂肪族透明聚酰胺，芳香族透明聚酰胺，半芳香族透明聚酰胺。其中，脂肪族透明聚酰胺是脂肪族二元酸和二元胺的无规共聚，如尼龙6/66共聚物，Emer公司的尼龙6/12共聚物等。然而，直链脂肪族单体无规共聚对产物序列规整性的破坏有限，而且聚酰胺结晶速度较快，工艺条件很难控制。而芳香族透明聚酰胺，半芳香族透明聚酰胺因为芳香族单体的存在，工艺过程较为复杂。因此，继续对其工艺进行改性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种共聚透明尼龙及其制备方法， 该共聚透明尼龙通过单体A,单体B和单体E,以及单体C或单体D,共同聚合而成，较常规尼龙6，尼龙66和尼龙6/66共聚物具有更优异的透明性和综合性能。
本发明的技术方案如下：一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为80-96％的单体A：内酰胺；
质量含量为2-10％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；
质量含量为2-10％的单体F：由摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到，或者由摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体C为芳香族二元酸；单体D为脂环族二元酸；单体E为脂肪族二元胺。
所述内酰胺为已内酰胺(CPL)、十二碳内酰胺或二者的混合物。
所述芳香族二元酸为对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)或二者的混合物。
所述脂环族二元酸为1,4萘二甲酸，其分子式为C12H8O4，结构式如下：
所述脂肪族二元胺为己二胺。
所述的共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C或单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；
2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
本发明的有益效果为：本发明所述共聚透明尼龙通过单体A,单体B和单体E,以及单体C或单体D,共同聚合而成，制备方法简单，较常规尼龙6，尼龙66和尼龙6/66共聚物具有更优异的透明性，综合性能优异。
具体实施方式
实施例1：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为96％的单体A：已内酰胺
质量含量为2％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为2％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B，单体E和单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例2：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺
质量含量为5.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；
质量含量为2％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例3：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺
质量含量为2.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例4：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为90％的单体A：已内酰胺
质量含量为5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例5：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为90％的单体A：已内酰胺
质量含量为7.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为2.5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例6：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为90％的单体A：已内酰胺
质量含量为2.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；
质量含量为7.5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸对苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例7：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为80％的单体A：已内酰胺
质量含量为10％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；
质量含量为10％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸对苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后， 注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
为了进一步说明本发明所述共聚透明尼龙的性能，本发明人对实施例1-7制备的所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量进行了检测，
检测结果记录如下表。
表1、实施例1-7所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量检测结果
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 光透过率％ | 79 | 86 | 85 | 87 | 88 | 86.5 | 90 |
| 雾度％ | 83 | 7 | 8 | 2.5 | 2.1 | 3.0 | 1.8 |
| 拉伸强度MPa | 81 | 87 | 86 | 87 | 90 | 86.5 | 90.5 |
| 拉伸模量MPa | 2700 | 2750 | 2810 | 2880 | 2905 | 2880 | 2910 |
实施例8：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为96％的单体A：已内酰胺
质量含量为2％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；
质量含量为2％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例9：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺
质量含量为5.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；
质量含量为2％的单体F：
摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例10：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺
质量含量为2.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为5％的单体F：
摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例11：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为90％的单体A：已内酰胺
质量含量为5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为5％的单体F：
摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例12：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为90％的单体A：已内酰胺
质量含量为7.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；
质量含量为2.5％的单体F：
摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例13：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为90％的单体A：已内酰胺
质量含量为2.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；
质量含量为7.5％的单体F：
摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
实施例14：
一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：
质量含量为80％的单体A：已内酰胺
质量含量为10％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；
质量含量为10％的单体F：
摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体D为脂环族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
为了进一步说明本发明所述共聚透明尼龙的性能，本发明人对实施例81-14制备的所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量进行了检测，检测结果记录如下表。
表2、实施例8-14所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量检测结果
| 检测项目 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 |
| 光透过率％ | 82 | 88 | 87 | 89 | 90 | 88 | 90 |
| 雾度％ | 80 | 5 | 6 | 2.0 | 1.5 | 2.2 | 1.3 |
| 拉伸强度MPa | 82 | 88 | 85 | 88 | 92 | 86 | 90 |
| 拉伸模量MPa | 2800 | 2850 | 2830 | 2900 | 2910 | 2880 | 2920 |
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种共聚透明尼龙，其特征在于，由下述各组分聚合而成：
质量含量为80-96％的单体A：内酰胺；
质量含量为2-10％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；
质量含量为2-10％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到，或者摩尔比1：1的单体E和单体D反应得到；其中单体C为芳香族二元酸；单体D为脂环族二元胺；单体E为脂肪族二元胺。
2.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述内酰胺为已内酰胺(CPL)、十二碳内酰胺或二者的混合物。
3.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)或二者的混合物。
4.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述脂环族二元酸为1,4萘二甲酸，其分子式为C12H8O4，结构式如下：
5.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述脂肪族二元胺为己二胺。
6.如权利要求1-5任一项所述的共聚透明尼龙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C或单体D投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；
2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
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