文档介绍：稿号:h-1567
、化学功能材料会场
聚对苯二甲酰十碳二胺的制备和热裂解机理研究 
张英伟,彭军,张志军,王文志,刘爱学
(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲 412007)
摘要: 以对苯二甲酸和癸二胺为原料,经成盐、预聚合和固相聚合三个步骤合成了新型长
碳链和较高分子量的半芳香尼龙聚对苯二甲酰十碳二胺(PA10T)。利用热裂解气相色谱-质谱
法(Py-GC/MS)详细解析了聚对苯二甲酰十碳二胺的31种裂解产物,其中主要是苯腈、对苯二腈、
苯甲酸、N-烷基苯甲酰胺烯烃、二烯烃、烷烃、烷基腈和其它一些苯的衍生物等。该聚合物的
主链含苯环不易分解,链断裂主要发生在C-N键和苯环与酰胺基相连的键上,并提出了该聚合物
的热裂解机理。为更好地掌握其加工成型条件和应用范围提供了理论依据。
关键词: 聚对苯二甲酰十碳二胺;合成;热裂解;裂解机理
中图分类号:O 631. 3 文献标识码:A
1 引言
聚对苯二甲酰十碳二胺(PA10T)是一种主链含有苯环和长碳链的新型半芳香尼
龙[1]。由于主链上苯环的存在,材料的耐热性得到提高,而长链亚甲基则会使得材料
韧性提高,但耐热性能有一定程度的下降。PA10T是继PA6T(聚对苯二甲酰己二胺)、
PA46(聚己二酰丁二胺)、PA9T(聚对苯二甲酰壬二胺)之后的又一种耐高温尼龙,
有望在汽车工业和电子电器工业广泛应用[2, 3, 4]。为了考察PA10T的热稳定性和获得
有关热裂解机理,本文利用热裂解气相色谱-质谱法(Py-GC/MS)得到了PA10T热裂解
的主要产物和热裂解机理。
2 试验
PA10T 的制备
试验试剂
癸二胺,北京市京顺化学试剂公司,工业用品;对苯二甲酸,北京市旭东化工
厂,化学纯;乙醇、浓硫酸,洛阳市化学试剂厂,分析纯。高压不锈钢聚合釜,山
东威海市行雨化工试验器械有限公司,GSHA-5 型;固相聚合试验釜,山东威海市行
雨化工试验器械有限公司,GLA-10D 型。热裂解在岛津公司气相色谱质谱联用仪
GCMS-QP2010 Plus,DB-FFAP(J﹠W 公司 ×250μm×)上进行,实验
条件:裂解温度: 650 ºC;气相色谱条件,升温程序:40 ºC保持 ,3 ºC/min
升至 200 ºC 保持 min,2 ºC/min 升至 230 ºC 保持 min;质谱 EI 离子
源,电子能量 70 eV,离子源温度:230 ºC,载气:He;图库 Nist98 图库,检索方
法:手动。
PA10T 的制备及表征
精制后的癸二胺乙醇溶液加入到 60 ℃的乙醇中,用水浴加热并搅拌,然后缓
慢加入等摩尔对苯二甲酸,控制水浴温度在 65 ℃,调节溶液的 pH=~,加热
回流 1~2 h 后,将反应液冷却到室温,即得所需的 PA10T 盐溶液。
制得的PA10T盐溶液中加入适当摩尔质量的调节剂、防老剂和其它助剂,混合均
匀后加入到聚合釜中,抽真空并充放CO2三次,最后充CO2至釜内压力为 ~
MPa,然后加热升温,控制升温速率使温度在 1~2 小时内升至 2