双酚A型聚芳酯/半芳香族聚酰胺共聚物的合成与性能研究

摘要

1.PAR-A-co-PA6I系列共聚物的合成与表征
　　 以双酚A(BPA),1,6-己二胺(HMDA),间苯二甲酰氯(IPC)为单体,采用相转移界面缩聚法,合成了系列双酚A型聚芳酯/半芳香族聚酰胺(PAR-A/PA6I)共聚物,产物为白色或淡黄色颗粒。通过改变BPA与HMDA的摩尔比,调控共聚物分子主链中双酚A型聚芳酯(PAR-A)、聚间苯二甲酰-1,6-己二胺(PA6I)结构单元的比例。用FT-IR,1H-NMR,TGA,DSC,WAXD等技术对聚合物的结构与性能进行表征,考察了聚合物的溶解性能。结果表明:该系列共聚物的玻璃化转变温度为Tg:165～183℃,Td均在325℃以上。随着主链中PA6T结构单元的增加,聚合物的玻璃化温度(Tg)呈现鞍马形变化,熔融温度(Tm)降低,而热分解温度(Td)变化不大。半芳香族尼龙链段的引入,使聚合物呈结晶聚集态。
　　 2.PAR-A-co-PA6T/PA6I系列共聚物的合成与表征
　　 以双酚A(BPA),1,6-己二胺(HMDA),间苯二甲酰氯(IPC)及对苯二甲酰氯(TPC)为单体,采用相转移界面缩聚法,合成了系列双酚A型聚芳酯/半芳香族聚酰胺(PAR-A-co-PA6T/PA6I)共聚物,产物为白色或淡黄色固体。TPC与IPC为等摩尔配比的条件下,通过改变BPA与HMDA摩尔配比,合成E系列共聚物。BPA与HMDA的摩尔配比为1:9,通过改变TPC与IPC摩尔配比的条件下,合成Ⅰ系列共聚物。用FT-IR,1H-NMR,TGA,DSC等技术对聚合物的结构与性能进行表征,考察了聚合物反应条件中助溶剂对聚合物ηinh的影响和聚合物的溶解性能。结果表明:E系列共聚物的玻璃化转变温度(Tg):142.1～196.9℃,Td均在311℃以上。Ⅰ系列共聚物的玻璃化转变温度(Tg):165～181℃,Td均在340℃以上。随着主链中半芳香族尼龙结构单元含量的增加,聚合物的玻璃化温度(Tg),熔融温度(Tm)降低,热分解温度(Td)有明显的下降趋势。共聚物的耐溶剂性能相比PAR-A有了很大的改善,其中BPA与HMDA摩尔比为1∶9时共聚物的综合性能较为优良。
　　 3.PAR-A-co-PA4T/PA4I系列共聚物的合成与表征
　　 以双酚A(BPA)、1,4-丁二胺、对苯二甲酰氯(TPC)、间苯二甲酰氯(IPC)四种单体为原料,采用相转移界面缩聚法,合成了系列双酚A型聚芳酯/半芳香族聚酰胺(PAR-A-co-PA4T/PA4I)共聚物,产物为白色固体。通过改变BPA与1,4-丁二胺的摩尔配比,调控共聚物分子主链中双酚A型聚芳酯(PAR-A)、聚间苯二甲酰-1,4-丁二胺(PA4I)、聚对苯二甲酰-1,4-丁二胺(PA4T)结构单元的比例。用FT-IR,H1-NMR,TGA,DSC,WAXD等技术对聚合物的结构与性能进行表征,考察了聚合物的溶解性能。结果表明:该系列共聚物的耐热性比PAR-A-co-PA6T/PA6I系列聚合物有所提高(Tg:182.8-200.6℃,Td:318.5～377.1℃)。
　　 4.粘度法测定双酚A型聚芳酯分子量的研究
　　 采用粘度法测定双酚A型聚芳酯(PAR-A)在二氯甲烷(CH2Cl2)溶液中25℃下的特性黏数([η]),通过凝胶色谱(GPC)法得到了PAR-A的Mark-Houwink方程参数。根据方程lg[η]=lgK+αlgM,以lg[η]分别对lgMn、lgMw和lgMη作图,由直线的斜率和截距得到的Mark-Houwink方程参数K1=1.630×10-4、α1=0.7639;K2=4.245×10-6、α2=1.0525和K3=8.634×10-7、α3=1.1776。求得相应的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和粘均分子量(Mη)以及分子量分散指数,公式分别为:Mn=07639√[η]/1.630×10-4,Mw=1.0525√[η]/4.245×10-6m,Mn=11779√[η]/8.634×10-7。