论文部分内容阅读
单体浇铸尼龙6（Monomer Casting Polyamide6，简称MCPA6），是己内酰胺单体在引发剂、活化剂作用下通过阴离子开环聚合而得。因 MCPA6分子链中大量酰胺基（-CONH-）可赋予其高机械强度，使其制成品广泛应用于交通、矿山、纺织等诸多领域，但 MCPA6材料存在脆性大、韧性低等不足。为此，本文在先行合成新型活化剂—对苯二甲酰双己内酰胺（TBCL）基础上，以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为增韧剂，系统开展了二者在 MCPA6制备中相关应用研究，以期解决MCPA6脆性大、韧性低等不足。 以对苯二甲酰氯、己内酰胺为主要原料，辅以中和剂，在无水、136℃下合成 TBCL粗产物，再经洗涤、干燥等工序，制得 TBCL。结果发现：（1）在TBCL合成中，中和剂以吡啶为宜；（2）在对苯二甲酰氯、己内酰胺、吡啶三者物质的量比为1:2.2:3时，TBCL收率达91.3％，其熔点位于189~192℃之间，并具有明显结晶特性；（3）试样 FTIR谱图中未现 N-H伸缩振动吸收峰，而其它特征基团吸收峰均呈现，表明合成物为TBCL目标产物。 以 TBCL为活化剂，NaOH为引发剂，由己内酰胺开环聚合制备 MCPA6。探讨 NaOH、TBCL彼此添加量对试样固化时间、机械性能以及结构和热性能的影响。结果发现：（1）以己内酰胺为基准，在 TBCL物质的量分数位于0.69%~0.90%、NaOH物质的量分数位于1.27%~2.49%时，MCPA6试样固化时间均在18min以内；但当TBCL的物质的量分数高于0.80%时，试样室温放置一个月后表面出现起霜现象，且 TBCL用量越多起霜愈加严重；（2）在己内酰胺、NaOH量一定时，TBCL用量为0.57%～0.69%时，可制备性能较佳 MCPA6材料。（3）在己内酰胺、TBCL量固定时，NaOH用量对试样硬度、断裂伸长率基本无影响，其值分别在 ShoreD78和6%附近波动，但试样拉伸强度随 NaOH添加量的增加整体呈下降趋势， NaOH适宜添加量为1.27%～1.75%。（4） MCPA6试样 Tg为50℃、Tm为217.4℃；试样热分解主要发生在第三阶段（351.4~491.2℃），其最大热失重温度为422.9℃；试样呈单斜晶型结构（α晶型）。 以合成TBCL为活化剂，NaOH为引发剂，辅以增韧剂PTMG，由己内酰胺开环聚合制增韧 MCPA6（Na-MCPA6-PTMG），探讨 TBCL、PTMG彼此添加量对试样机械性能、结构和热性能的影响。结果发现：（1）在 PTMG添加量相同时，TBCL与 PTMG的物质的量比大，Na-MCPA6-PTMG试样的硬度大、拉伸强度大、断裂伸长率低。（2）在 TBCL与 PTMG的物质的量比恒定时，随PTMG用量的增加，Na-MCPA6-PTMG试样的硬度呈缓慢下降趋势，拉伸强度下降较快，而断裂伸长率则快速增加。（3）PTMG的加入可显著降低 MCPA6的Tg，对Tm几乎无影响，表明PTMG不影响MCPA6的热稳定性。 以 TBCL为活化剂，己内酰胺溴化镁（CMB）为引发剂，辅以增韧剂PTMG，由己内酰胺开环聚合制增韧 MCPA6（Mg-MCPA6-PTMG），探讨PTMG添加量对试样机械性能、结构和热性能的影响。结果发现：（1）CMB可引发己内酰胺开环聚合。（2）以CMB为引发剂时，PTMG增韧MCPA6效果同样显著；在 PTMG用量相同时，与 Na-MCPA6-PTMG试样相比，Mg-MCPA6-PTMG试样的韧性更高。（3）Mg-MCPA6-PTMG试样中除含主晶型结构（α晶型）外，尚含少量γ晶型。