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聚甲亚胺（PAM）刚性链端基对尼龙阻聚影响的研究

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关键词：

聚甲亚胺 PAM 刚性链端基尼龙阻聚
影响研究

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所属学科：

高分子物理

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简介：

张胜文，瞿雄伟（河北工业大学高分子科学与工程系，天津，300130,E-mail：xwqu@263.net） MC尼龙具有高强度、高模量和化学稳定性等优良性能，可广泛的应用于汽车工业、机械设备、电子电器等领域，特别适合用于大型的以及与金属衔接的制品的制造。但是，在干燥的条件下，MC尼龙铸件较脆，且冲击强度差[1]。为了进一步改善其性能，采用原位聚合的方法，把聚甲亚胺刚性链（PAM）加入到尼龙基体中成功地合成了PA-6/PAM分子复合材料，其机械性能、热性能明显优于单一的尼龙工程塑料。但是在合成PA-6/PAM分子复合材料的反应过程中，发现聚甲亚胺刚性链的加入对己内酰胺的聚合产生一定的阻聚影响，这在以前的文献中并未明确提出，为了探明其阻聚机理，以及由此带来的对复合材料的影响，我们进行了一系列的试验。最终得出结论：增强相刚性链PAM的醛端基与己内酰胺聚合引发剂NaOH之间存在反应[2]，从而消耗掉了一部分引发剂，对整个反应体系产生阻聚影响。消除以上阻聚影响有两个主要途径：一是单纯的增加NaOH的量，从而把PAM消耗掉的引发剂补足，以使聚合反应顺利进行。由于NaOH损耗量难以准确计算的，而其用于聚合的量的多少对聚合材料的最终性能产生很大的影响，所以这条途径不太容易实现。另一条途径就是改变合成聚甲亚胺的单体的原始配比，以减少醛端基在最终形成的刚性链分子中的含量，从而减少聚甲亚胺对NaOH的消耗量，从而达到消除阻聚影响的目的。 Fig.1是醛/胺比不同时得到的聚甲亚胺的红外谱图的局部放大。由于两者的醛/胺比值不同，我们可以清楚的看到，当醛/胺比值为1时，在Fig1-a中的1687cm-1附近的C=O键伸缩振动吸收峰虽然已经很小，但是还能明显看到；然而当醛/胺比值小于1时，在Fig1-b中相应的位置上C=O键伸缩振动吸收峰已经基本消失。由此可以判定，当微量改变合成聚甲亚胺的单体的原始配比后，可以大大减少醛端基在刚性链中的含量。从而降低其阻聚影响。当然，改变聚甲亚胺单体的原始配比会在一定程度上降低PAM的分子量，而且会间接的影响到尼龙基体的结晶度, 所以要通过试验得到满足性能要求的醛/胺配比。为了消除PAM阻聚对复合材料的性能的影响，我们以五分钟聚合为标准，采用不同的醛/胺比值，从1~0.95进行了一系列的试验，在醛/胺比值不同的情况下合成复合材料，得到材料的力学性能变化如Fig2、Fig3所示：从Table1中可以看出，随着醛/胺比值变小，尼龙的结晶度和PAM分子量都变小，使得复合材料的冲击强度提高，抗拉强度略有下降[3]。从以上实验数据可以得出，，通过改变醛/胺单体的原始摩尔比，在一定程度上消除PAM醛端基对复合材料的影响，在复合材料拉伸强度下降不大的情况下，其冲击强度有很大的提高。关键词：聚甲亚胺，铸型尼龙，醛/胺摩尔比，原位聚合参考文献 [1] 高建国, 陈雨萍, 何嘉松, 王有槐. 塑料, 2000, 29（6）: 36~40,41 [2] 徐寿昌主编. 有机化学. 第二版, 高等教育出版社, 1993 [3] Shigeyuki Ueta, Takeya Sakamoto, and Motowo Takayanagi. Polymer Journal, 1993, 25 (1): 31~40 致谢本课题得到天津市自然科学基金（No.013604111）以及河北省自然科学基金（No.203019）项目资助。

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2006-08-10 14:45:20

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