氢化二聚酸基共聚尼龙的制备及其改性

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尼龙是一类重要的工程材料,新型尼龙材料的开发及尼龙的改性一直是材料领域的重要研究课题。氢化二聚酸是二聚酸的催化加氢产品,属于生物质可再生资源,开发其在工程材料领用的应用具有重要的现实意义。本论文围绕氢化二聚酸基共聚尼龙的制备和改性开展工作,主要研究工作如下:  以氢化二聚酸、1,6-己二胺、己内酰胺为原料,次亚磷酸钠为催化剂,采用加压、常压和减压相结合的工艺制备得到了系列氢化二聚酸基共聚尼龙,考察了己内酰胺含量对氢化二聚酸基共聚尼龙性能的影响。结果表明,当己内酰胺的质量占总质量的45%时,共聚尼龙的综合性能达较优,拉伸强度60.14 MPa,断裂伸长率480.03%,缺口冲击强度40.56 KJ/m2,弯曲强度60.10 MPa,吸水率0.35%,热分解温度420℃以上。主要性能指标达到了常见长碳链尼龙的水平。  在上述工作基础上,进一步对氢化二聚酸基共聚尼龙进行纳米改性和阻燃改性,制备了纳米SiO2改性氢化二聚酸基共聚尼龙和阻燃氢化二聚酸基共聚尼龙。以己内酰胺含量为45%的氢化二聚酸酰胺尼龙为纳米改性对象,采用原位聚合法制各样品,考察研究了纳米SiO2用量对产品性能的影响。结果表明,当纳米SiO2含量为0.6%~0.9%时,共聚尼龙的综合性能达到最佳。纳米SiO2的含量为0.6%时,拉伸强度为67.22 MPa,断裂伸长率为491.30%,抗弯强度为63.56 MPa,缺口冲击强度为59.10 KJ/m2,吸水率为0.22%;纳米SiO2的含量为0.9%时,拉伸强度为71.13 MPa,断裂伸长率为467.10%,抗弯强度为67.15 MPa,缺口冲击强度为55.15 KJ/m2,吸水率为0.18%。断面扫描电镜(SEM)结果表明,纳米SiO2均匀分散在共聚尼龙本体中。  以双(4-羧基苯氧基)甲基氧化膦(BCMPO)为反应型阻燃共聚单体,制备了结构型阻燃氢化二聚酸基共聚尼龙。对氢化二聚酸、1,6-己二胺、己内酰胺、阻燃剂的投料量分别为54.7%、12.3%、30%和3%时的阻燃尼龙样品,测试其成炭率为1.45%,极限氧指数为26.6,与未加阻燃剂样品的成炭率0.19%、极限氧指数23.1相比,阻燃性能得到明显改善。
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