1、利用尼龍6聚合單體--己內酰胺熔體的低粘度和良好溶解力,溶解不同結構的尼龍于其中并引發(fā)陰離子開環(huán)聚合,成功地制備了尼龍間原位共混物.選用的尼龍包括脂肪族尼龍66與尼龍1212,半芳香結晶的PA6co6T與MXD6,以及半芳香非晶的NSAP(Non-crystallizable Semi-aromalcic Polyamide)、PA6IcoT和3Me6T.此外,將商品化的水解聚合尼龍6與部分上述尼龍經雙螺桿共擠出及后續(xù)的注射成型,制備熔

2、融機械共混物.利用SEM、DSC、DMA、NMR、WAXD、FTIR.和POM等手段詳細表征并研究了兩種共混物的化學結構以及聚集態(tài)結構.通過對所添加尼龍結構的選擇,制備得到微觀結構與宏觀性能顯著不同的共混物,并深入探討了共混物形態(tài)結構與力學性能間的關系.基于不同共混體系之間的對比與分析,對兩種方法制備的共混物表現出顯著不同的力學性能給出了合理的解釋.研究主要取得以下結果: (1)首次實驗證實原位共混過程中尼龍組分間發(fā)生鏈交換反

3、應,形成了共聚物,并研究確定己內酰胺陰離子開環(huán)聚合過程中的副反應為鏈交換反應的根源.研究成果為工業(yè)上基于內酰胺制備共聚尼龍?zhí)峁┝诵碌耐緩?而且,鏈交換反應導致尼龍間形成共聚物,能夠解釋所有原位共混物呈均相、只顯示單一玻璃化轉變、只有質量分數占多數的尼龍6鏈段能夠結晶且結晶速度、結晶度和熔融溫度均降低等現象. (2)原位共混物的玻璃化轉變溫度取決于兩種作用效果相反的影響因素之間的競爭,即一方面尼龍間發(fā)生鏈交換反應形成共聚物,導致共

4、混體系的氫鍵密度和結晶度降低,引起玻璃化轉變溫度下降;另一方面,如果共混物第二組分尼龍的分子鏈上存在剛性結構,由于不能排入晶區(qū)而分布于非晶區(qū).因剛性單元運動需要更大的自由體積,導致玻璃化轉變溫度提高.研究結果表明,在聚合體系中引入不同化學結構的尼龍,可以調控共混物的玻璃化轉變溫度升高或者降低. (3)PA6/PA66原位與熔融共混物的機械性能隨尼龍66含量的增高呈現完全相反的變化趨勢,即前者的強度與模量下降而斷裂伸長率顯著提高;

5、后者卻強度與模量小幅提高,而斷裂伸長率下降.與原位共混物不同,熔融共混物中尼龍66可以結晶,并促進了尼龍6的結晶.力學性能的差異源于共混過程中的化學結構是否變化以及熱機械歷史差異所導致的玻璃化轉變溫度、球晶尺寸、尼龍6晶型以及晶體尺寸與結晶度的不同變化. (4)PA6/PA6co6T原位共混物的機械性能體現了較好的平衡,即在保持強度與模量不降低的情況下,斷裂伸長率顯著提高.熔融共混物則隨PA6co6T含量的增高,強度與模量小幅提

6、高,而斷裂伸長率下降.與PA6/PA66熔融共混物不同,高熔點的PA6co6T在熔融共混體系中未結晶.原位共混物顯著提高的斷裂伸長率源于玻璃化轉變溫度小幅降低、球晶尺寸顯著減小以及尼龍6保持α晶型.然而,熔融共混物卻表現出玻璃化轉變溫度提高以及尼龍6為γ晶. (5)與PA6/PA66以及PA6/PA6c06T 原位共混體系明顯不同的是,PA6/NSAP原位共混物的強度與模量比純尼龍6顯著提高.這一特性是NSAP大量剛性基團導致共

7、混物的玻璃化轉變溫度明顯升高造成的.此外,非線形的間苯結構引起共混物中尼龍6生成大量的),晶,且結晶成核明顯受到抑制.PA6IcoT 由于分子結構與NSAP相似,也含有對苯二甲酰胺以及間苯二甲酰胺,對原位共混物的結構與性能帶來類似的影響. (6)如果第二組分尼龍僅含有線形剛性對苯二甲酰胺單元與線形的脂肪族單元,則共混物中存在顯著細化的球晶.然而,若第二組分尼龍含有間苯或者帶支鏈的脂肪族單元,則球晶顯著細化現象消失. (

8、7)如果第二組分尼龍含有非線形的間苯結構或者帶支鏈的脂肪族單元,則原位共混物中尼龍6易生成),晶,可在高溫下表現出更高的延展性,利于熱成型加工. (8)室溫下尼龍6的α晶表現出比γ晶更高的韌性.基于兩種晶型的分子間氫鍵構成對晶片的滑移對此現象進行了解釋. (9)鑒于原位共混物中組分間發(fā)生了鏈交換反應形成共聚物,第二組分尼龍賦予原位共混物微觀結構與宏觀性能變化的部分相關結論也適用于內酰胺水解聚合制備的共聚尼龍.此推論擴展