CN1109059C - 一种长链尼龙及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种长链尼龙及其制备工艺，它采用二元胺NH2-R1-NH2和二元芳香类羧酸

Description

一种长链尼龙及其制备工艺
本发明涉及有机高分子材料及其制备工艺，尤其涉及一种长链尼龙龙及其制备工艺。
长链尼龙由于链结构中亚酰胺基较多，酰胺基密度低，它兼有短链尼龙和聚烯烃的性质，又克服了短链尼龙易吸水、尺寸稳定性差，低温冲击性差的缺点，因此已被广泛用作汽车行业中的输油管道、食品和药品的包装薄膜等。尼龙1212作为一种长链尼龙，其耐吸水性、低温冲击性及耐候性均优于一般的长链尼龙，如尼龙11、尼龙12、尼龙1010等。但是，由于尼龙1212的价格较高，使原本希望使用它的用户望而却步。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐高温性和耐候性较好、阻隔性能和低温冲击性能较好、且价格较一般长链尼龙低的改进的长链尼龙及其制备工艺。
本发明的目的可以通过以下方式来实现：
一种长链尼龙龙，它采用二元胺NH2-R1-NH2和二元芳香类羧酸p-单体共聚得到，所述的二元胺和二元芳香羧酸的摩尔比为1.0-1.25∶1，所述的二元胺分子式中R1为带有数目大于10个碳原子的脂肪族基团，所述的二元芳香类羧酸分子式中R2、R3为带有0～10个碳原子的脂肪族基团。
所述的R1是带有10～16个碳原子的脂肪族基团。
所述的R2、R3是带有1～4个碳原子的脂肪族基团。
一种长链尼龙龙的制备工艺，它采用二元胺和二元芳香类羧酸单体共聚得到，其共聚方法如下：将二元胺加入反应器，在搅拌和氮气保护条件下，将二元芳香类羧酸加入反应器，所加入的二元胺和二元芳香羧酸的摩尔比为1.0-1.25∶1，在100～250℃下反应1～4个小时，将酰胺盐产物取出，用乙醇重结晶，将60～80％的酰胺盐水溶液加少量醋酸，在密闭的系统内，先在210～270℃条件下加热1.5～2小时，然后慢慢在2～3小时内升温至230～280℃，保持12～14×105Pa，进行水溶液聚合1-4小时，再保持230～280℃不断排气，降至常压，最后在1000～2000Pa的压力下缩聚6小时，得到产品。
与现有技术相比，采用本发明制备的聚酰胺链结构较长，因此其低温冲击性、耐候性较常规短链尼龙好。又由于链结构规整，其结晶性良好，所以树脂的阻隔性能较一般长碳链尼龙(如PA11，PA12，PA1212等)好。同时，由于在高分子中引入了苯环刚性结构，聚合物的耐热性能将会大大改善。更加可贵的是这类聚合物由于单体二元羧酸来源丰富、价格便宜，从而使这类聚合物的价格也较常规长链尼龙便宜。
采用本发明配方及其制备工艺得到的聚酰胺性能如下：
熔体流动速度(230℃，2.16kG)g/10min     0.3～1.0
拉伸强度MPa     50～70
断裂伸长率％     300～600
Charpy冲击强度KJ/m2     NB
Charpy缺口冲击强度KJ/m2(25℃)     15～30
Charpy缺口冲击强度KJ/m2(-40℃)     5～20
弯曲强度MPa     40～60
弯曲模量MPa     1100～1500
热变形温度℃(0.45MPa)     170～200
热变形温度℃(1.82MPa)     65～80
氧指数     ＜20
下面结合实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
将NH2(CH2)12NH2加入反应器内，在搅拌和氮气保护条件下，将p-以与NH2(CH2)12NH2等摩尔比加入反应器，在120℃下反应1个/小时左右，制成酰胺盐，将其取出，用乙醇重结晶，将60％的酰胺盐水溶液加少量醋酸，在密闭的系统内，先在210～220℃条件下加热1.5～2小时，然后慢慢在2～3小时内升温至230～240℃，保持12×105Pa，进行水溶液聚合1个小时，然后保持230～240℃不断排气，降至常压，最后在1000Pa的压力下缩聚6小时，得得到产品。
按本实施例合成的聚酰胺有很优异的性能，如下表：
  熔体流动速度(230℃，2.16kg)g/10min     0.78
  拉伸强度MPa     67.9
  断裂伸长率％     453
  Charpy冲击强度KJ/m2     NB
  Charpy缺口冲击强度KJ/m2(25℃)     23.6
  Charpy缺口冲击强度KJ/m2(-40℃)     10.9
  弯曲强度MPa     50.1
  弯曲模量MPa     1388
  热变形温度℃(0.45MPa)     185.0
  热变形温度℃(1.82MPa)     71.0
  氧指数     17.6
实施例2
将NH2(CH2)12NH2加入反应器内，在搅拌和氮气保护条件下，将p-以与NH2(CH2)12NH2的摩尔比为1.05∶1加入反应器，在140℃下反应1.5个小时左右，制成酰胺盐，将其取出，用乙醇重结晶，将70％的酰胺盐水溶液加少量醋酸，在密闭的系统内，先在220～230℃条件下加热3小时，然后慢慢在2～3小时内升温至240℃，保持12×105Pa，进行水溶液聚合2个小时，然后保持240℃不断排气，降至常压，最后在2000Pa的压力下缩聚6小时。得到产品。
按本例合成的聚酰胺有以下性能：
熔本流动速度(230℃.2.16kg)g/10min     0.83
拉伸强度MPa     60.7
断裂伸长率％     503
Charpy冲击强度KJ/m2     NB
Charpy缺口冲击强度KJ/m2(25℃)     25.3
Charpy缺口冲击强度KJ/m2(-40℃)     11.6
弯曲强度MPa     48.5
弯曲模量MPa     1276
热变形温度℃(0.45MPa)     184.6
热变形温度℃(1.82MPa)     70.9
氧指数     18.1
实施例3～5
Figure C0011531200061
以上实施例的制备工艺与实施例1相同。

Claims (4)

1.一种长链尼龙龙，其特征在于：它采用二元胺NH2-R1-NH2和二元芳香类羧酸 单体共聚得到，所述的二元胺和二元芳香羧酸的摩尔比为1.0-1.25∶1，所述的二元胺分子式中R1为带有10～16个碳原子的脂肪族基团，所述的二元芳香类羧酸分子式中R2为带有0～10个碳原子的脂肪族基团，R3为带有1～10个碳原子的脂肪族基团。
2.根据权利要求1所述的一种长链尼龙龙，其特征在于：所述的R1是带有15个碳原子的脂肪族基团。
3.根据权利要求1或2所述的一种长链尼龙龙，其特征在于：所述的R2、R3是带有1～4个碳原子的脂肪族基团。
4.一种长链尼龙龙的制备工艺，其特征在于：它采用二元胺和二元芳香类羧酸单体共聚得到，其共聚方法如下：将二元胺加入反应器，在搅拌和氮气保护条件下，将二元芳香类羧酸加入反应器，所加入的二元胺和二元芳香羧酸的摩尔比为1.0-1.25∶1，在100～250℃下反应1～4个小时，将酰胺盐产物取出，用乙醇重结晶，将60-80％的酰胺盐水溶液加少量醋酸，在密闭的系统内，先在210～270℃条件下加热1.5～2小时，然后慢慢在2～3小时内升温至230～280℃，保持12～14×105Pa，进行水溶液聚合1-4小时，再保持230～280℃不断排气，降至常压，最后在1000～2000Pa的压力下缩聚6小时，得到产品。
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