1,6-己二胺型聚酯酰胺的制备、表征及应用研究

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聚酯酰胺因其较优的可降解性等性能被研究用作生物医药材料、一次性包装或使用期短的用具、热熔胶等环保材料。但许多研究对聚酯酰胺的制备,所用的原料往往价格贵、来源缺乏甚至要独自合成、污染性大、毒腐性强,所用的方法工艺反应慢、产率低、步骤繁多且对设备条件及人工操作要求高。所以制备聚酯酰胺的原料和方法有待更多的试验探究,其中以1,6-己二胺为原料和酸/酸酯反应作为酰胺链段制备聚酯酰胺的方法值得研究。选用廉价易得的商业化的大宗原料己二酸、乙二醇、己二胺作主要单体,制备系列不同己二胺量比的脂肪族聚酯酰胺,并表征、研究其结构和性能。结果显示,随着己二胺加入量比的增大,己二胺型脂肪族聚酯酰胺的终熔点、热分解半失重温度和吸水率都单调增加,透光率先增后减且在n(己二胺)/n(己二酸)=15%处附近有极大值84.8%,断裂伸长率也先增后减且在n(已二胺)/n(己二酸)=10%处附近有极大值442.4%,而邵氏硬度在数值变化趋势上却与断裂伸长率刚好相反且有极小硬度值27HD。加入对苯二甲酸二甲酯(DMT)共聚改性脂肪族聚酯酰胺,并调节DMT与己二酸的量比,制备并研究系列不同DMT量比的脂肪-芳香类聚酯酰胺。结果显示,具有更多对称苯环的脂肪-芳香类聚酯酰胺,其耐热分解性增强,透光率先增后减且在n(DMT):n(己二酸)=5:5处附近有极大值85.7%,而结晶度的变化趋势却与透光率的相反,断裂伸长率随DMT加入量比的增大而单调减小且当n(DMT):n(己2二酸)>4.5:5.5时加速衰减。恒定乙二醇、丁二醇、己二胺、己二酸和苯环的量比,分别试验DMT法、PTA法、PET法、PBT法这4种引入苯环的方法制备脂肪-芳香类聚酯酰胺,并比较讨论每种方法的优劣以及各方法所制得的聚酯酰胺在性能上的异同。实验表明了,该4种方法在原料、产物、副反应、工艺等方面各有优缺点。该4种方法制得的脂肪-芳香类聚酯酰胺在性能上有异同,在表征基团结构的红外图谱和反映耐热分解性能的热重变化方面表现相近,但在结晶度、透光率、力学性能等方面差异很大。关于透明热熔胶的性能要求,在本文制得的己二胺型脂肪族聚酯酰胺中,固化速度和终熔点都随己二胺加入量比的增大而单调增加,而透光率则先增后减且最大值出现在当n(己二胺)/n(己二酸)=15%时制得的聚酯酰胺PESPA15中。PESPA15聚酯酰胺具有透光率(84.8%)、开放时间(12~15S)、终熔点(129℃)、伸长率(217.1%)的性质而表现出较优的综合性能。将PESPA15聚酯酰胺制成膜,通过热压方式用于粘接PET膜和印有图案的卡片,结果显示出较好的透明效果。
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