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聚酰胺热塑性弹性体的制备工艺及性能研究

曾文彬

聚酰胺热塑性弹性体的制备工艺及性能研究

曾文彬1
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  • 1. 湖北工业大学
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摘要

聚酰胺热塑性弹性体的生产技术主要由国外一些化学巨头公司掌握,形成技术垄断。目前,我国已初步实现该产品的产业化,但规模小,产品供不应求,每年需花大量外汇进口。因此,受企业委托开发出一类新型热塑性聚酰胺热塑性弹性体,对延长企业的产品链,增加企业的经济效益具有十分重要的意义。 首先,以己内酰胺(简称CL)和四氢呋喃甲醇为原料,分别采用阴离子聚合法和水解聚合法合成新型聚酰胺弹性体,通过设计交叉试验、稳定性试验,对两种聚合工艺进行了比较研究。阴离子聚合法工艺优化条件是:选用甲醇钠为催化剂,用量为己内酰胺的0.5mol%;助催化剂选用二环己基甲烷-二异氰酸酯,用量为己内酰胺的0.5mol%;脱水温度140℃,时间1h,聚合温度160℃。水解聚合工艺优化条件是:催化剂选用钛酸丁酯,用量为己内酰胺的0.65wt%;去离子水用量为己内酰胺的1.0wt%;,后聚合温度240℃,时间为2h。通过对比两种聚合工艺所合成产物的相对粘度和沸水萃取率的测定结果,最终确定以水解聚合法为后续实验的研究工艺。利用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁氢谱(1H-NMR)测试确定产物结构。利用X-射线衍射(XRD)对聚酰胺弹性体结晶性能进行测试,表明随着四氢呋喃甲醇用量的不断增加,增大了结构空间的位阻,破坏了聚己内酰胺结构的规整性与分子链间的氢键作用。利用扫描电镜(SEM)对产物表面进行扫描测试,表明该弹性体存在微相分离。 其次,以己内酰胺和分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-2000)为原料,钛酸丁酯为催化剂,二(2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺(SEED)为抗氧剂,制备了聚酰胺热塑性弹性体。 最后,对聚酰胺热塑性弹性体性能进行评价。利用差示热量扫描(DSC)和热重(TG)对聚酰胺弹性体热性能进行测试,新型聚酰胺热塑性弹性体在300℃以下几乎没有分解,表明该弹性体具有良好的耐热性和热稳定性。通过力学性能测试,表明随着四氢呋喃甲醇用量的不断增加,该弹性体的拉伸强度、硬度以及缺口冲击强度有所下降,但弹性体的断裂伸长率不断提高。通过对弹性体耐溶剂性能的测试,表明新型弹性体具有良好的耐溶性。合成的两种聚酰胺热塑性弹性体,与企业提供样品对比,熔点和热分解温度十分接近;在力学性能方面,性能更加突出。

关键词

热塑性弹性体/己内酰胺/四氢呋喃甲醇/聚四氢呋喃醚二醇/工艺优化

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授予学位

硕士

学科专业

化学工程

导师

陈坤

学位年度

2022

学位授予单位

湖北工业大学

语种

中文

中图分类号

TQ
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