一种透明尼龙及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种透明尼龙及其制备方法。所合成的透明尼龙具有吸水率低、尺寸 稳定性优异、初性好、易于加工、强度高等优良特性，具有很高的应用前景。
【背景技术】
[0002] 自美国科学家卡罗瑟斯（Carothers)研制出世界上第一种合成纤维-尼龙后，因 尼龙的综合优良特性，使其广泛应用于社会生产。随着社会化大生产进程的加快，对尼龙的 需求将更高更大。
[0003] 然而，在某些特殊场合，尼龙的诸如透明性差，吸水率高等缺点极大地限制了其应 用领域。透明尼龙与一般尼龙相比具有透明性好等优势，不仅可用于饮料和食品包装，还可 用作精密仪器、仪表、医药化工的包装材料，生产防潮、消震的软垫及发泡板材等，具有良好 的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能。
[0004] 现有透明尼龙主要有两类：芳香族透明尼龙和半芳香族透明尼龙。但芳香族透明 尼龙，半芳香族透明尼龙因芳香族单体的存在，聚合溫度高，易变色，合成过程较复杂，加工 工艺也要求苛刻。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的是现有透明尼龙聚合溫度高，易变色，合成过程复杂且加工工 艺要求苛刻的技术问题。
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种透明尼龙，其特征在于，其含有支链烷基二 胺单元和草酸单元。
[0007] 优选地，所述的支链烷基二胺单元为Ξ甲基六亚甲基二胺单元。
[0008] 优选地，其还含有碳原子数为4~12的直链脂肪族二胺单元，且直链脂肪族二胺 单元在所有二胺单元中的摩尔含量为1~50mol%。
[0009] 优选地，所述的草酸单元源于草酸二醋，选自于草酸二甲醋、草酸二乙醋、草酸二 正丙醋、草酸二异丙醋、草酸二正下醋、草酸二异下醋或草酸二叔下醋中的任意一种或多 种。
[0010] 优选地，W95%硫酸为溶剂，使用浓度为0.Olg/mL的透明尼龙溶液在25°C下测定 的相对粘度为1.2~6.0。
[0011] 本发明还提供了上述透明尼龙的制备方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0012] 步骤1):在惰性气流和30°C-120°c的溫度下，将二元胺缓慢加入在草酸二醋中或 者将草酸二醋加入到二元胺中，反应2-6小时后得到预聚物；其中二元胺为支链烷基二胺 或支链烷基二胺混合物；
[0013] 步骤2):在常压或减压下，将预聚物烙融聚合2-5小时得到透明尼龙产物。
[0014] 优选地，所述的支链烷基二胺单元是Ξ甲基六亚甲基二胺单元。
[0015] 优选地，所述的支链烷基二胺混合物为Ξ甲基六亚甲基二胺与碳原子数为4~12 的直链脂肪族二胺任意比例的混合物。
[0016] 本发明提供的透明尼龙含有支链二胺单元和草酸单元。对于支链二胺单元，本发 明并没有特别限制，但考虑到要破坏尼龙产物的结晶性能，保证尼龙的透明性，支链二胺W 非对称性二胺为好；同样原因支链W2个及二个W上为好，W有不对称碳原子为好。优选 为Ξ甲基六亚甲基二胺。对于Ξ甲基六亚甲基二胺，其既可W是2，2，4-Ξ甲基六亚甲基二 胺，也可W是2,4,4-Ξ甲基六亚甲基二胺，还可W是二者的混合物。
[0017] 本发明的透明尼龙中还可W引入直链脂肪族二胺单元。本发明对直链脂肪族二胺 单元的种类也没有特别限制。一般W碳原子数为4~18的直链脂肪族二胺单元为好；当该 单元成分选自碳原子数低于4时，将导致产物粘度过低；当该单元成分选自碳原子数高于 18时，将提高二胺原料成本。优选碳原子数为4~12的直链脂肪族二胺单元，进一步优选 为碳原子数为6~12的直链脂肪族二胺单元。
[0018] 本发明中直链脂肪族二胺单元在所有二胺单元中的含量并没有特别限制，但考虑 到要保证产物的透明性，要破坏尼龙产物的结晶性能，直链脂肪族二胺单元的含量不宜过 高。一般W1~80mol%为好，优选为1~60mol%，进一步优选为1~60mol%，最优选为 1~50mol%。
[0019] 本发明对所述的Ξ甲基六亚甲基二胺（2,2,4-和2,4,4-位的混合物）单元W外 碳原子数为4~18的直链脂肪族二胺单元没有特别限制，但考虑到聚合的难易性及原料成 本，一般优选为1，4-下二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，9-壬 二胺、1，11- ^^一烧二胺、1，12-十二烧二胺中的一种或多种。
[0020] 本发明对所述草酸单元来源没有特别限制，但考虑到聚合的难易性，一般选择草 酸二醋，优选为草酸二甲醋、草酸二乙醋、草酸二正丙醋、草酸二异丙醋、草酸二正下醋、草 酸二异下醋或草酸二叔下醋中的一种或多种。
[002。 由本发明所得到的一种透明尼龙的分子量没有特别限定，W95%硫酸为溶剂，使 用浓度为0.Olg/mL的透明尼龙溶液在25°C下测定的相对粘度在1. 2~6. 0范围内，进一 步优选为2. 0~4.8。特别优选为2. 5~3. 5。当相对粘度低于2. 0时，产物分子量可能较 低，力学性能较差。当相对粘度高于6.0时，烙融粘度可能变高，影响可加工性能。
[0022] 制备过程中，必要时也可向反应体系中加入溶剂。本发明对制备预聚物时所述的 反应时间没有特别限制。但考虑到反应时间过长，影响反应成本。反应时间过短，聚合物转 化率较低，导致聚合物力学性能降低。故一般W2-6小时为好，优选为3-6小时，特别优选 为4-5小时。
[0023] 本发明对制备预聚物时所述的反应溫度没有特别限制。但考虑到反应溫度过高， 引起聚合物分解。反应溫度过低，聚合物分子量较低，黏度较低。故一般W30°c-12(rc小 时为好，优选为50°c-120°c，特别优选为80°C-120°c。
[0024] 本发明对烙融聚合时所述的反应时间没有特别限制。但考虑到反应时间过长，发 生副反应，影响聚合物品质及色泽。反应时间过短，聚合物分子量较低，黏度较低。故一般 W2-5小时为好，优选为2-4小时，特别优选为2. 5-4小时。
[0025] 本发明对所述的一种制备透明尼龙的方法中的二胺混合物没有特别限制，为Ξ甲 基六亚甲基二胺和碳原子数为4~18的直链脂肪族二胺的混合物；混合物中至少含有2， 2，4-Ξ甲基六亚甲基二胺和2，4，4-Ξ甲基六亚甲基二胺中的一种。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0027] 本发明提供了一种全新脂肪族透明尼龙及其制备方法。该尼龙不但具有优异的透 明性能，而且吸水率低、尺寸稳定性优异、初性好、易于加工、强度高等优良特性，具有很高 的应用前景。
【附图说明】
[002引图1为实施例1制备的一种透明尼龙的DSC曲线。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明更明显易懂，兹W优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0030] 实施例
[003。 实施例1-7中：
[00础一、参数解释
[0033] (1)硫酸相对粘度：
[0034] 在25°C的96%浓硫酸中测量浓度为0.Olg/mL透明尼龙的相对粘度。
[003引 似热学性能：
[0036] 采用TADSC-Q100分析仪器，取约5mg样品，测试条件如下：在氮气气氛下，将所得 透明尼龙从30°C升溫到300°C;在300°C恒溫2分钟后W20°C/min的降溫速率降到30°C; 在30°C下恒溫2分钟后，再次W20°C/min的升溫速度升溫到300°C。玻璃化转变溫度从 DSC第二次升溫曲线确定。
[0037] (3) 23 °C饱和吸水率：
[0038] 将聚酷胺热压成厚度0. 5mm膜后，将聚酷胺薄膜放入23°C的水中至恒重后称重 (W1);然后将试样在100°C的真空烘箱中干燥至恒重（W2)，饱和吸水率为：
[0039] 饱和吸水率=(Wl-W2)/W2*100%。
[0040] 二、简称说明：
[00川 了10台甲基六亚甲基二胺化2,4-和2,4,4-位的混合物）；0412:1，12-十二烧 基二胺；DA6:1，6-己二胺；DA4 :1，4-下二胺；DBuO:草酸二下醋；DE0 :草酸二乙醋；DB0 :草 酸二苯醋；。
[0042] 其中，了10:纯度为98%的，购