聚醚酰胺嵌段共聚物的合成及表征.pdf

56 工程塑料应用 2009年，第 37卷，第6期 聚醚酰胺嵌段共聚物的合成及表征 王国建 ’ 薛 冰 (1．先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 200092；2．同济大学材料科学与工程学院，上海 200092) 摘要 采用熔融缩聚法合成了聚酰胺 (PA)6／聚四氢呋喃 (PTEMG)嵌段共聚物，研究了PA6、PTEMG链段的相 对分子质量、含量对嵌段共聚物热性能的影响，通过傅立叶变换红外光谱、核磁共振、差示扫描量热、热重测试等对 产物进行分析。结果表明，嵌段共聚物以羧基封端，当PA6、PTEMG链段相对分子质量分别为 2000、1000时，共聚 物 的分子序列长度最长，相对分子质量最大 ；PTEMG链段相对分子质量越 小，共聚物 的熔点越低 ；PTEMG链段相对 分子质量相同时，随PA6链段相对分子质量的增加，熔点升高；嵌段共聚物中PA6组分的熔融温度范围随着PTEMG 含量的增加而逐步变宽；共聚物具有较高的热分解活化能。 关键词 聚己内酰胺 聚四氢呋喃 嵌段共聚物 聚醚酰胺嵌段共聚物是一种以聚酰胺(PA)为 1．2 议 器、设备 硬链段、脂肪族聚醚为软链段 的结晶型嵌段共聚 FTIR仪 ：EQUINOXSS型，德国Bruker公司； 物 ¨ J。由于这种嵌段共聚物 中硬链段结晶度较 HNMR仪：DMX500型，德国Bruker公司； 大，熔点较高，硬链段与软链段的相容性非常低 ，有 热重 (TG)分析仪：STA449C型，德国Netzsh公 助于维持硬段微区在高温下的完整性，能够有效地 司； 提高热塑性弹性体的上限使用温度。软链段赋予聚 差示扫描量热 (DSC)仪：QlOO型，美国TA公 合物柔软性和可延伸性，而玻璃态或半结晶性硬链 司。 段微区则起到了交联点的作用，防止聚合物分子链 1．3 合成方法 滑移和粘流。通过改变软链段和硬链段的种类和长 (1)双端羧基 PA6的合成 度以及两种链段所 占比例，可以得到一系列具有不 按 比例称取 已干燥好的己内酰胺、己二酸和 同硬度的聚合物，从而满足不同领域的性能需求 。 3％(按己内酰胺质量计)的开环剂水加入 250mL 此外聚醚酰胺嵌段共聚物在改善聚合物的加工性 三 口瓶中，通入氮气 5min以置换三 口瓶 内空气 ，升 能 ]、抗静电 -6]、生物医用 ]、药物释放 以及 温至250~C，在氮气(每秒 1～2个气泡)保护下搅拌 选择性透过气体0 等方面都有良好的应用效果。 反应4h，得到双端羧基PA6。反应后期适当加大氮 笔者首先利用分子量调节剂己二酸合成了分子 气流量，将反应体系中生成的水分带走 。 量可控的双端基为羧基的PA6，然后通过熔融缩聚 (2)PA6／PTEMG嵌段共聚物的合成 在催化剂存在下合成了PA6／聚四氢呋喃(PTEMG) 向装有所合成的双端羧基 PA6的三 口瓶 中加 聚醚酰胺嵌段共聚物。采用傅里叶变换红外光谱 入等物质的量的PTEMG和总质量的0．4％的催化 (F33R)和核磁共振 (HNMR)对所得产物的结构进 剂钛酸四丁酯，在氮气 (每秒 1～2个气泡)保护下 行了表征 ，研究了PA6、PTEMG链段相对分子质量、 加热至250~(i熔融。待反应 4h后，停止通氮气，抽 比例和含量等因素对嵌段共聚物结构与性能的影 真空，除去未反应的单体和共聚产生的少量水分，真 响。 空度保持 100Pa以下反应 1h以上，待产物达到预 1 实验部分