本论文论述了十二内酰胺改性铸型尼龙的制备方法,在绝热条件下通过活化阴离子共聚制得已内酰胺与十二内酰胺共聚体。着重研究改性铸型尼龙共聚体结构变化对性能的影响,通过示差扫描量热分析,动态力学性质和偏光显微镜表征了共聚体结构,测试了制品力学性能与十二内酰胺用量的关系。 己内酰胺与十二内酰胺阴离子共聚合历程取决于反应机理。本研究工作在聚合物制品熔点以下进行绝热共聚反应,氢氧化钠用作为催化剂,N—乙酰基己内酰胺用作为活化剂,催化剂和活化剂浓度是0.25mol%,聚合起始温度为130℃。 由DSC测量确定共聚物熔点,结晶相含量由吸热熔融峰面积确定。实验发现改性铸型尼龙DSC曲线在新的熔融温度处显示一个熔融峰,随共聚单体浓度增加而减少,表明改性铸型尼龙是无规共聚物,共聚导致了制品结晶度的下降。在DSC曲线中,共聚物显示低而宽的吸热熔融峰形状,说明其结晶的特点是熔点的宽分布、不规则生长以及高浓度无定形区域对结晶存在干扰。 通过扭摆的自由振动测定了改性铸型尼龙动态剪切模具G′和内耗tanδ,此时聚酰胺被松驰过程——α转变所表征,α转变是无定形区域链段运动的结果。由tanδ与温度关系可以发现,α转变强度增加且偏移到较低温度,说明共聚不仅导致无定形相含量的增加,而且还改变了无定形相的结构,使其中氢键数量下降,链段具有较大的柔顺性。T_α随共聚单体浓度而变化,当共聚物中含10mol%十二内酰胺时,T_α显著降低,说明10mol%十二内酰胺对铸型尼龙有显著的增韧效果。 形态结构由偏光显微镜观察,铸型尼龙的球晶结构相对规则,10mol%十二内酰胺改性铸型尼龙共聚体具有生长得较充分的球晶,但球晶的规则程度较差,而在30mol%的十二内酰胺共聚体中,无定形区域增多的结果限制了球晶的生长,并且显著干扰球晶结构。 己内酰胺与十二内酰胺共聚的结果导致了机械性能的变化,实验发现随十二内酰胺含量的增加,共聚体缺口冲击强度增加,形变能力得到改善。但屈服应力有所下降,这与结晶度降低的结果相一致。由于无定形相的较高含量,无定形结构的变化以及形态结构的变化,十二内酰胺改性铸型尼龙的韧性—脆性转变位移到更为苛刻的条件,即较低的温度或较高的应变速率条件。