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﹠×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 º,3 ºC/min升至200 º min,2 ºC/min 升至230 º 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,~ MPa,然后加热升温,控制升温速率使温度在1~2小时内升至230~245 ℃,~ MPa,在此条件下反应1 h,然后逐渐放气使其压力在1~ h内降至常压,同时控制温度不变,最后再反应1 h后出料,即得P