生物基透明聚酰胺及其合成方法_2

文档序号:9574333阅读:来源:国知局
体1总重量的2~ 6% ;
[0029] (2)在2~4小时内将所述揽拌式聚合反应器密闭匀速加热至217~223°C,调节 所述揽拌式聚合反应器的揽拌速度为30~50r/min,其中,当所述揽拌式聚合反应器溫度 达到210°C时,放气至1. 6MPa,并维持压力在1. 6MPa,反应1~2小时后,放气至常压,同时 升溫至243~253°C下继续反应1~2小时后,恒溫持续抽真空0. 3~1小时,反应结束,在 出料时补充氮气。
[0030] 在其中一些实施例中,所述聚醋酷胺由W下合成方法制得:
[0031] (1)将真空干燥后的所述单体2加入到揽拌式聚合反应器中,同时加入所述单体2 总重量的0. 1~2%的铁化合物作为催化剂、加入适量水;然后抽真空3~lOmin,通惰性气 体3~lOmin,如此循环5~10次,使反应物存在于惰性气体保护下的环境中,控制所述揽 拌式聚合反应器内系统压力为0. 1~0. 5MPa;
[0032] (2)将所述揽拌式聚合反应器密闭加热至240~260°C,调节所述揽拌式聚合反应 器的揽拌速度为0~l(K)r/min,其中,当所述揽拌式聚合反应器溫度达到210°C时,放气至 1. 6MPa,并维持压力在1. 6MPa,反应0. 5~4小时后,放气至常压,在240~260°C下继续反 应0. 5~4小时后,恒溫持续抽真空0. 1~2小时,反应结束,在出料时补充惰性气体;
[0033] 上述步骤中,所述惰性气体为氮气或氣气;所述铁化合物为铁酸四下醋、异丙基铁 酸醋、丙基铁酸醋、丙締基铁酸醋中的一种或一种W上的混合物。
[0034] 在其中一些实施例中,所述结晶促进剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~ 0. 3%的长碳链簇酸巧盐,所述长碳链簇酸巧盐的碳数为10~40 ;所述分子量调节剂是加 入量为所述单体1总重量的0. 1~2%的苯甲酸;所述抗氧剂是加入量为所述单体1总重 量的0. 1~0.3%的N,N--二(2, 2, 6, 6-四甲基-4-赃晚基)-1,3-苯二酷胺。
[0035] 在其中一些实施例中,所述长碳链簇酸巧盐的碳数为15~35;所述分子量调节剂 是加入量为所述单体1总重量的0. 5~1. 5%的苯甲酸。
[0036] 本发明的原理如下:
[0037] 本发明W廉价的间苯二甲酸、己二胺、11-氨基十一酸、聚醋酷胺为原料制备生物 基透明聚酷胺。本发明利用间苯二甲酸的不对称结构W及11-氨基十一酸来破坏聚酷胺分 子链的对称性和规整性,通过间苯二甲酸中的刚性苯环结构来降低聚酷胺分子链的运动能 力,从而达到降低聚酷胺结晶能力的目的。并且,通过加入结晶促进剂减小聚酷胺树脂晶 区晶体的尺寸,使聚酷胺树脂的结晶区的晶体形成微晶结构,而微晶结构的存在使材料具 有更好的机械强度,耐化学药品和抗应力开裂性,同时赋予材料低吸水性和柔初性。同时, 加入聚醋酷胺来提高共聚物的缺口冲击强度和抗静电能力,加入N,Ν'-二(2, 2, 6, 6-四甲 基-4-赃晚基)-1,3-苯二酷胺来处理聚合过程中的黄变问题。
[0038] 聚醋酷胺具有酸氧基,其可W与游离的电荷相结合,而电荷可结合体的方式 移动,沿聚醋酷胺主链进行离子导电释放静电荷,从而达到抗静电的效果。另外,由于酸氧 键的键角较大,链段柔顺性较好,因此可W提高共聚物的缺口冲击强度。
[0039]Ν,Ν'-二(2, 2, 6, 6-四甲基-4-赃晚基)-1,3-苯二酷胺的烙点为272°C、沸点 〉36(TC,在生物基透明聚酷胺合成过程中的热稳定性较好,其酷胺基团可W与生物基透明 聚酷胺的端基反应来提高相容性,受阻赃晚基可W提供抗氧化作用和提高共聚物的染色 性。 W40] 苯甲酸属于单官能团的有机物,在烙融聚合过程中苯甲酸的端簇基与生物基透明 聚酷胺的端氨基反应后,其不再进行链增长的反应,从而起到调节分子量的作用。
[0041] 本发明所提供的生物基透明聚酷胺及其合成方法具有W下优点: 阳0创 (1)本发明W廉价的间苯二甲酸、己二胺、11-氨基十一酸、聚醋酷胺为原料制备 生物基透明聚酷胺,利用间苯二甲酸的不对称结构W及11-氨基十一酸来破坏聚酷胺分 子链的对称性和规整性,通过间苯二甲酸中的刚性苯环结构来降低聚酷胺分子链的运动能 力,从而达到降低聚酷胺结晶能力的目的。同时,加入聚醋酷胺来提高共聚物的缺口冲击强 度和抗静电能力,加入N,Ν' -二(2, 2, 6, 6-四甲基-4-赃晚基)-1,3-苯二酷胺来处理聚合 过程中的黄变问题。该透明聚酷胺具有较高的力学性能和透光率,低吸水率,加工性能优异W及具有生物来源的特性,可应用于燃料和油的周围机械部件和电气机械部件、精密光学 仪器、耐压视窗、观察镜、特种灯具外罩、食品包装薄膜、高档体育器材等领域。
[0043] (2)本发明的合成方法采用一步聚合的方法,其具有减少了工序,缩短了流程,降 低了成本,提高了生产率的优点;制备工艺简便,聚合过程操作方便,便于管控,能充分地达 到所要求的聚合条件,方便其工业化的实现;并且,在聚合过程中不使用任何有机溶剂,对 人体和环境没有危险性,安全性好。 W44] 做本发明所使用的11-氨基十一酸是由自然界的藍麻油制备而得,因此,本发明 制备得到透明聚酷胺为一种生物基材料,具有绿色环保的特性。
【附图说明】
[0045] 图1所示为本发明生物基透明聚酷胺的合成工艺流程图。
【具体实施方式】
[0046] 为能进一步了解本发明的特征、技术手段W及所达到的具体目的、功能,解析本发 明的优点与精神,藉由W下实施例对本发明做进一步的阐述。
[0047] 本发明一种生物基透明聚酷胺,具有如下式I结构:
[0048]
[0050] 式I中,a= 10~200,b= 10~200,C= 10~100,R为聚醋酷胺,其具有如下 式II结构:
[0051]
[0052] 其中,X= 10 ~200,y= 10 ~200,Z= 10 ~100。
[0053] 本发明生物基透明聚酷胺的反应机理如下(合成工艺流程图请见图1):
[0054]
[005引反应机理
[0056] 由上述反应式可知,己二胺的端氨基、间苯二甲酸的端簇基、11-氨基十一酸的端 氨基与端簇基、聚醋酷胺的端氨基与端簇基,运些基团可W相互反应得到本发明所述的生 物基透明聚酷胺。
[0057] 上述生物基透明聚酷胺反应过程中所添加的聚醋酷胺的合成反应机理如下:
[0058]
[0059] 反应机理 W60] 由上述反应式可知,6-己内醋开环后其醋基、11-氨基十一酸的端氨基、 2, 2' -(1,3-亚苯基)-二恶挫嘟的恶挫嘟基团,运Ξ种基团可W相互反应得到本发明所 添加的聚醋酷胺,本发明所添加的聚醋酷胺的特性粘度为0. 7~1. (ML/g,玻璃化溫度 80°C,烙融溫度Tm为2巧~225°C。
[0061] 本发明实施例所使用的原料如下:
[0062] 己二胺,选自无锡殷达尼龙有限公司;
[0063] 间苯二甲酸,选自北京燕山石油化工公司;
[0064] 11-氨基十一酸,选自太原中联泽农化工有限公司;
[0065] 聚醋酷胺,自制;原料中的6-己内醋,选自武汉丰竹林化学科技有限公司;
[0066] 2, 2' - (1,3-亚苯基)-二恶挫嘟,选自南京科朗医药化工有限公司;
[0067] 铁酸四下醋,选自国药集团化学试剂有限公司;
[0068] 长碳链簇酸巧盐,选自国药集团化学试剂有限公司; W例苯甲酸,选自国药集团化学试剂有限公司;
[0070] N,Ν'-二(2, 2, 6, 6-四甲基-4-赃晚基)-1,3-苯二酷胺,选自国药集团化学试剂 有限公司。
[0071] W下结合具体实施例来详细说明本发明。
[0072] W下实施例中的聚醋酷胺由11-氨基十一酸、6-己内醋、2, 2'-(1,3-亚苯基)-二 恶挫嘟共聚而成,11-氨基十一酸、6-己内醋、2, 2' -(1,3-亚苯基)-二恶挫嘟的摩尔比为 1:0. 5 ~1:0. 1 ~0. 4。
[0073] 合成方法如下:
[0074] (1)将真空干燥后的单体2 :11-氨基十一酸、6-己内醋、2, 2' -(1,3-亚苯基)-二 恶挫嘟按上述摩尔比加入到揽拌式聚合反应器中,同时加入单体2总重量的0. 1~2%的铁 化合物作为催化剂、加入适量的水作为传质传热的介质;然后抽真空3~l
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