有机添加剂 SEED 在聚酰胺 6 改性中的应用
聚酰胺改性情况介绍

PA改性特性和应用范围介绍由于尼龙具有很多的特性,因此,在汽车’电气设备’机械结构,交通器材,纺织,造纸机械等方面得到广泛应用.随着汽车的小型化,电子电气设备的高性能化,机械设备轻量化的进程加快,对尼龙的需求更高更大.特别尼龙作为结构材料,对其强度,耐热性,耐寒性等方面提出了很高的要求.尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素.特别是对于PA6,PA66两大品种来说,与PA46,PA12等品种比具有很强的价格优势,虽某些性能不能满足相关行业发展的要求.因此,必须针对某一应用领域,通过改性提高其某些性能,来扩大其应用领域.主要在以下几方面进行改性.1.改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性.2.提高尼龙的阻燃性,以适应电子,电气,通讯等行业的要求.3.提高尼龙的机械强度,以达到金属材料的强度,取代金属.4.提高尼龙的抗低温性能,增强其对耐环境应变的能力.5.提高尼龙的耐磨性,以适应耐磨要求高的场合.6.提高尼龙的抗静电性,以适应矿山及其机械应用的要求.7.提高尼龙的耐热性,以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域.8.降低尼龙的成本,提高产品的竞争力.总之,通过上述改进,实现尼龙复合材料的高性能化与功能化,进而促进相关行业产品几高性能高质量方向发展.改性PA产品的最新发展前面提到,下班纤维增强PA在20世纪50年代就有研究,但形成产业化是20世纪70年代,自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后,各国大公司纷纷开发新的改性PA品种,美国,西欧,日本,荷兰,意大利等大力开发增强PA,阻燃PA,填充PA,大量的改性PA投放市场.20世纪80年代,相容剂技术开发成功,推动了PA合金的发展,世界各国相继开发出PA/PE,PA/PP,PA/ABS,PA/PC,PA/PBT,PA/PET,PA/PPO,PA/PPS,PA/PI.CP(液晶高分子),PA/PA等上千种合金,广泛用于汽车,机车,电子,电气,纺织,体育用品,办公用品,家电部件等行业.20世纪80年代,改性尼龙新品种不断增加这个时期改性尼龙走向商品化,形成了新的产业,并得到了迅速发展,20世纪90年代末,世界尼龙合金产量达110万吨/年.在产品开发方面,主要以高性能尼龙PPO/PA6,PPS/PA66,增韧尼龙,纳米尼龙,无卤阻燃尼龙为主导方向;在应用方面,汽车部件,电器部件开发取得了重大进展,如汽车朝气歧管用高流动改性尼龙已经商品化,这种结构复杂的部件的塑料化,除在应用方面具有重大意义外,更重要的是延长部件的寿命,促进了工程塑料加工技术的发展.改性尼龙发展趋势尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车,电器,通讯,电子,机械等产业自身对产品的高性能要求越来越强烈,相关产业的飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,改性尼龙未来发展趋势如下.①.高强度高刚性尼龙的市场需求越来越大,新的增强材料如无机晶须增强,碳纤维增强PA将成为重要的品种,主要是用于汽车发动机部件,机械部件以及航空设备部件.②.尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流.尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径,也是制造尼龙专用料,提高尼龙性能的主要手段.通过掺混其他高聚物,来改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性,以及低温脆性,耐热性和耐磨性.从而,适用车种不同要求的用途.③.纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展.纳米尼龙的优点在于其热性能,力学性能,阻燃性,阻隔性比纯尼龙高,而制造成本与普通尼龙相当.因而具有很大的竞争力.④.用于电子,电气,电器的阻燃尼龙与日俱增,绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视.⑤.抗静电,导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备,矿山机械,纺织机械的首选材料.⑥.加工助剂的研究与应用,将推动改性尼龙的功能化,高性能化的进程.⑦.综合技术的应用,产品的精细化是推动其产业发展的动力.。
尼龙6改性研究进展

聚己内酰胺又称尼龙6(Nylon6),1938年由德国I.G.Farbon公司的P.Schlach发明,并于1943年由该公司首先实现工业化。
普通尼龙6且有良好的物理、机械性能,例如拉伸强度高,耐磨性优异,抗冲击韧性好,耐化学药品和耐油性突出,是五大工程塑料中应用最广的品种。
但由于其在低温和干燥状况下易脆化、抗冲击性能差,且吸水性差、尺寸稳定性差,限制了其更加广泛的应用。
为此,国内外的研究者对尼龙6进行了大量的改性研究和开发,研制出许多综合性能优越、可满足特殊要求的改性尼龙材料,使普通工程塑料向高性能的工程塑料和功能塑料发展。
尼龙是重要的工程塑料,对其进行改性可以得到性能多样的产品,拓宽其应用领域。
尼龙6的改性研究内容丰富,方法多样,增强改性是其中的重要内容。
由于尼龙本身的优点以及生产厂商不断开发新品种及新的加工方法以适应新的用途,通过共混、共聚、嵌段、接枝、互穿网络、填充、增强、复合,包括目前日益成为热点的纳米级复合材料技术,赋予了尼龙工程塑料的高性能,从而使尼龙工程塑料在当今激烈的市场竞争中仍能占据五大工程塑料之首。
尼龙6的增强改性主要是添加纤维状、片状或其它形状的填料,在保证其原有的耐化学性和良好的加工性的基础上,使其强度大幅度提高,尺寸稳定性和耐热性也得到明显改善。
改性后的尼龙6作为一种性能优良的工程塑料广泛应用于机械、电子、交通、建筑和包装等领域。
纤维增强典型的纤维增强有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维。
用高强度纤维与树脂配合后能提高机体的物理力学性能,其增强效果主要依赖于纤维材料与机体的牢固粘结使塑料所受负荷能转移到高强度纤维上,并将负荷由局部传递到较大范围甚至于整个物体。
玻璃纤维增强尼龙材料是较为常用的纤维增强改性方法。
表1列出了玻纤增强尼龙6复合材料和纯尼龙6材料的性能对比。
玻纤与基体之间的结合力起着控制聚合物复合材料力学性能的重要作用,并主要受玻纤表面处理的影响。
偶联剂是某些具有特定基团的化合物,它能通过化学或物理作用将两种性质相差很大的材料结合起来。
三聚氰胺氰尿酸盐对聚酰胺6热降解行为的影响
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第23卷第3期2005年9月胶体与聚合物Ch inese Jou rnal of Co llo id&po lym erV o l.23 N o.3Sep.2005三聚氰胺氰尿酸盐对聚酰胺6热降解行为的影响黄年华(武汉科技学院纺织研究所 武汉 430073) 王建祺(北京理工大学阻燃材料国家实验室 北京 100081)摘 要 用热失重(T GA和D T G)、差示扫描量热分析(D SC)等热分析手段和傅立叶红外光谱(FT I R)研究了三聚氰胺氰尿酸盐M C对PA6热降解性能的影响和作用本质。
结果表明,M C降低了PA6的热稳定性,改变了PA6的热降解途径,促进了PA6的分解。
M C分解形成的三聚氰胺可进一步凝缩成热稳定性较高的三嗪类物质,此物质在凝缩相中也具有一定的阻燃作用。
而M C主要以吸热的方式在凝缩相分解区和气相反应区发挥阻燃作用。
关键词 三聚氰胺氰尿酸盐;聚酰胺6;热降解;阻燃机理Ξ 聚酰胺6(PA6)具有优良的耐磨性和自润滑性、较好的机械强度和耐热、耐化学药品、耐疲劳性而广泛地应于汽车、机械、电子电器、化工、食品、建筑等领域。
PA按照A STM D635试验属自熄型,但按美国UL94标准为V22级,仍为可燃物,尤其是用于汽车电器,电子电气等比较苛刻的使用环境(如高温、高湿度,高电压),所以PA的阻燃性在许多场合成为一个至关重要的因素。
因此,PA6的阻燃改性成为人们颇为关注的课题[1,2]。
用于PA6的阻燃剂主要有红磷、卤锑体系和三聚氰胺氰尿酸盐(简称为M C)。
因M C无卤无毒及用其所处理的PA6材料燃烧过程中具有低烟,无毒或低毒,低腐蚀性,无 等特性,迎合了当今保护地球和生态环境的时代潮流,已越来越为人们所关注。
但M C对PA6热降解行为的影响和作用本质的报道不多见,本文用T GA、D SC 和FT I R等技术对此问题进行了深入的研究,得到了一些有意义的结果。
1 实验部分1.1 实验材料PA6,D S M公司,A KULON K122型;M C,D S M公司,M ELA PU RE M C50型。
共聚型阻燃聚酰胺66纤维产业化关键技术及其应用
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共聚型阻燃聚酰胺66纤维产业化关键技术及其应用共聚型阻燃聚酰胺66纤维的产业化关键技术及其应用主要包括以下方面:1. 阻燃添加剂的选择与配比:通过选用合适的阻燃添加剂,例如阻燃剂、抗氧剂和稳定剂等,以及调整它们的配比,可以显著提高纤维的阻燃性能。
2. 纤维的纺丝工艺:纤维的纺丝工艺是影响阻燃性能的重要因素之一。
通过优化纺丝工艺参数,例如纺丝温度、纺丝速度和拉伸倍率等,可以实现纤维材料的均匀、光滑和高强度。
3. 合成聚酰胺66树脂的改性:通过改变聚酰胺66的结构和组成,可以提高纤维的阻燃性能。
例如,通过引入含有氧、氮和磷等元素的基团,可以增加聚酰胺66的氧指数和耐热性。
4. 纤维的表面改性:通过在纤维表面进行改性处理,例如等离子体处理、化学处理和物理处理等,可以提高纤维的阻燃性能和耐热性。
此外,还可以通过添加纳米粒子或纳米层来改善纤维的阻燃性能。
5. 纤维的复合材料制备:将共聚型阻燃聚酰胺66纤维与其他材料进行复合,例如烧结材料、树脂和纳米材料等,可以进一步提高纤维的阻燃性能和机械性能。
共聚型阻燃聚酰胺66纤维的应用主要包括以下方面:1. 家居纺织品:共聚型阻燃聚酰胺66纤维可以用于生产阻燃窗帘、阻燃床上用品和阻燃家具材料等,提高家居环境的安全性和防火性能。
2. 交通运输领域:共聚型阻燃聚酰胺66纤维可以用于制造阻燃飞机座椅、阻燃汽车内饰和阻燃列车座椅等,提高交通工具的防火性能和乘车安全。
3. 电子电气领域:共聚型阻燃聚酰胺66纤维可以用于制造阻燃电线电缆、阻燃电子设备外壳和阻燃电气绝缘材料等,提高电子电气产品的安全性和防火性能。
4. 个人防护用品:共聚型阻燃聚酰胺66纤维可以用于生产阻燃工作服、阻燃手套和阻燃面具等,提供更高的个人防护水平和安全性。
通过持续的研究和创新,共聚型阻燃聚酰胺66纤维的产业化技术将不断提高,其应用领域也将不断拓展。
聚酰胺6(PA6)中氢键自组装发色基团的研究
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聚酰胺6(PA6)中氢键自组装发色基团的研究邓鑫戴文利郑云龙湘潭大学化学学院湖南湘潭 411105关键词:氢键自组装发色基团聚酰胺6到目前为止,聚合物着色一般采用的方法有[1~2]:(1)直接加入着色剂;(2)母料法。
可着围:4000cm-1到 450cm-1。
Study of Hydrogen-bonding Self-assembled Chromophore In Polyamide 6 XING DEN, WEN LI DAI, YUN LONG ZHENGDepartment of Polymer Science and Engineering, Chemistry College, Xiangtan University, Xiangtan 411105ABSTRACT: This paper discussed that hydrogen bonding which is formed between nylon6 and N-N ˊ- ethylene-bis (tetrabromophthalimide) can self-assemble into chromophore, and then the PA6 material is colored. The change of color was test by CS930 double wavelength lamella scanner (JN), and existence of hydrogen bonding was proved by Fourier transform infrared (FTIR), and the shift of absorbance position was analyzed, the vibration absorbance frequency of N-H band shifts to low wavenumber, from 3091cm-1 to 3067cm-1. This fact illustrates hydrogen bonding, which is formed between pure PA6 and NEBT, is existent and effective in the process of forming color. We can realize the future prospects of using chromophore that is formed by molecular hydrogen bonding self-assembly to coloring plastics or resins. There aren’t some problems of dispersion, breakdown, wetting, and stabilization in the colored plastics or resins.Keywords:Hydrogen Bonding Self-assembly Chromophore Polyamide 6。
助催化剂对尼龙6可纺性能有什么影响
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本文摘自再生资源回收-变宝网()助催化剂对尼龙6可纺性能有什么影响聚酰胺-6,即尼龙6,又叫PA6,聚酰胺6。
尼龙6的化学物理特性和尼龙66很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。
它的抗冲击性和抗溶解性比尼龙66塑料要好,但吸湿性也更强。
因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用尼龙6设计产品时要充分考虑到这一点。
为了提高尼龙6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。
在尼龙6生产中加入芳香族和脂肪族异氰酸酯助催化剂,合成后的尼龙6产品仍为原有的颗粒状形态,可进行正常熔融纺丝加工。
但因为助催化剂分子结构的不同,对尼龙6后道加工的影响也是不尽相同,可以改善纺丝加工效果,但也可能阻碍纺丝成型。
用芳香族助催化剂聚合的尼龙6分子链上存在着苯环,它的共轭效应使其反应活性降低,在反应过程中容易形成分子量不均匀的支链结构聚合物。
这些聚合物在二次加工过程中,易产生交联反应,从而影响其可纺性。
同时芳香族异氰酸酯制成的聚合物在加热过程中更易产生支链或交联,逐步变为棕色块状固体,挤出性能差,以甲酸溶解,发现其只能溶胀而不溶解,亦表明在二次加工过程中,大分子间产生了交联。
而添加线性结构的脂肪族催化剂的尼龙6,其分子结构是线性的,可降低支链、交联或其它副反应的产生,得到相对分子质量均匀的线性聚合物,在纺丝过程中不易产生交联反应,从而改善聚合物的二次加工性能。
热降解实验也表明了该聚合产物不存在着催化剂残基,停止反应时,实际上反应并没有完全终止,催化剂残基仍具有一定的活性,在聚合物溶液加水处理的过程中,可能会在一定程度上发生水解反应,从而使聚合物相对分子质量降低。
当前,关于如何去除尼龙6大分子末端存在的催化剂残基的问题,已成为行业关注的重点问题之一。
这是因为没有去掉残基的聚合物在有空气存在的情况下进行模拟纺丝,在纺丝温度较高时,很容易发生氧化或热降解反应。
而且其聚合物的相对分子质量较小,也不利于二次加工。
本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站;变宝网原文网址:/newsDetail625925.html网上找客户,就上变宝网!免费会员注册,免费发布需求,让属于你的客户主动找你!。
聚酰胺6共混改性研究进展
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尼龙6共混改性研究进展聚酰胺(PA)俗称尼龙,它最初是由美国杜邦公司开发出来用于纤维的树脂,并在1939年实现了工业化生产,到现在已经有几十年的生产历史,其中尼龙6是目前尼龙塑料中产量最大的品种之一。
己内酰胺是合成PA6的主要原料,我国作为一个己内酰胺的消费大国,主要用于生产PA6纤维(锦纶6)和PA6工程塑料。
随着我国经济的持续高速发展,大量引进汽车、家电、通讯等生产线投入生产,通讯、汽车等行业发展速度将远高于GDP增长率。
预计2010年~2020年期间,我国PA工程塑料的需求量将以年均9%的速度增长,到2020年,PA6工程塑料的国内需求量将达到45万吨左右。
尼龙具有高强度,强韧性,耐磨性,耐热性,耐化学药品性,绝缘性,抗震吸音,自润滑,低摩擦系数等优良特性,并具有一定的阻燃性,还可以用玻璃纤维等填料进行填充增强改性,应用越来越广泛,产量已居五大工程塑料之首。
但由于尼龙的酞基和水分子之间容易形成氢键,具有较强的吸水性,导致产品尺寸稳定性差、耐强酸强碱性差,干态和低温冲击强度低等缺陷,限制了其应用。
因此,国内外研究者对PA6进行了大量的研究和开发,研制出许多性能优异,满足特殊要求的改性材料。
提高PA6性能的方法包括共聚、共混、填充、增强、分子复合等,共混改性是近十多年来发展最为迅速的改性方法之一,并以其投资小,见效快,生产周期短等特点得到广泛应用[1]。
1 与通用塑料共混1.1 PA6/PEPE与PA6共混能显著地提高PA6的力学性能、耐热性、耐油性,特别能使其吸水率大幅降低,提高尺寸稳定性。
聚乙烯(PE)为非极性聚合物,PA6是极性聚合物,两者之间不具有热力学相容性。
为了获得满意的共混改性效果,通常需要对PE进行改性,增强两者的结合力,提高相容性。
当前比较成功的方法是在聚乙烯的分子链上接枝马来酸酐(MAH),以引入酸酐基团和羧基,提高基体的极性和反应性。
王忠强等人[2]利用原位增容挤出工艺制备了PA6/HDPE共混物,研究了HDPE 的含量对PA6/HDPE共混物相容性及力学性能。
聚酰胺6的作用与用途
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聚酰胺6的作用与用途
聚酰胺6的应用主要指下游聚酰胺6纤维、BOPA和聚酰胺6工程塑料的应用等,是聚酰胺6产业链中实现价值提升的重要环节。
聚酰胺6纤维主要包括聚酰胺6民用丝、工业丝、连续膨体长丝(BCF)等。
其中,聚酰胺6民用丝在针织领域可用于加工花边、网眼布、丝袜、泳装布等各类面辅料;机织方面,其耐磨性高、质轻、舒适性好等优势获得品牌青睐;聚酰胺6短纤维则可与棉、羊毛、粘胶纤维等混纺制成冬季毛呢大衣、裤装面料等。
聚酰胺6工业丝具有断裂强度高、耐疲劳性能佳、与橡胶结合性好等优势,可用于制造轮胎帘子线,还可用于加工渔网、缆绳、安全带、降落伞、滤网等产品。
聚酰胺6的BCF主要用于生产簇绒、机织和缝编地毯,少量用于装饰布,在美国、欧洲等地应用广泛,在我国也有较大的市场前景。
BOPA膜有90%用于食品和医用软包装,其他用于工业领域,如片状型材生产用膜、飞机和船舶真空套袋膜等;此外还可改性为BOPA复合膜,作为军用机械、军用食品的包装材料以及锂电池铝塑膜封装产品等。
聚酰胺6工程塑料可以经过填充、增强、增韧、阻燃改性等工艺扩大其在各领域的应用。
例如通过添加苯环改变分子结构或加入添加剂得到耐高温聚酰胺,用于汽车、航空航天、军工、3D打印等领域;通过玻璃纤维增强的聚酰胺6可用于武器装甲及防弹衣等特种行业等。
废弃聚酰胺6地毯的改性及其用于油水分离的研究
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9
( ms ) ,从而求得 Se 。
Se = (1 - ms ) × 100%
(5)
2 结果与讨论 2. 1 反应机理分析
当 CPA6 浸入 PhA 溶液中,PhA 分子上的磷 酸基团可以与 CPA6 纤维表面上的羧基和氨基基 团共价交联并固定在 CPA6 纤维表面上。 然后将 此 CPA6 纤维置于 AgNO3 溶液中时,PhA 上的羟 基将与 Ag+ 络合,并在 CPA6 纤维上形成 PhA-Ag+ 配位络合物。 通过多次自组装,PhA-AgNPs 将在 CPA6 纤维的表面形成,提供适当的表面粗糙度, 并为 Me3SiCl 和 SiCl4 的 涂 层 反 应 提 供 接 枝 点。 随后,CPA6 纤维被 Me3SiCl 和 SiCl4 进一步疏水 改性,从而使改性后制得的 SCPA6 表现出超疏水 能力。 2. 2 CPA6 和 SCPA6 纤维的表观形貌
植酸( PhA) 是一种天然且无毒的植物成分, 广泛存在于水果和蔬菜中[11] ,其分子中有多达 6 个磷酸基团,并且距离相对较近,可以键合大多数 金属离子[12-13] 。 利用此特性,本研究拟通过在废
弃地毯纤维表面上生长由 PhA 和金属离子形成 的微纳米络合物,构建微纳米表面粗糙结构,从而 提高地毯的疏水性。
油红 O 染成红色的氯仿和用亚甲基蓝染成蓝色
的水置于烧杯中配成氯仿-水混合物,将混合物沿
着过滤器上端容器倒入,混合物通过 SCPA6 进行
分离后,带有蓝色的水留在过滤器上端容器中,而
带有红色的 氯 仿 则 被 SCPA6 过 滤 在 锥 形 瓶 中。
其油水分离通量( SF )按公式(4)计算。
SF = L / tS1
黏度 / 50 500. 00
聚酰胺6.6聚合方法
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聚酰胺6.6聚合方法聚酰胺6.6是一种热塑性高分子材料,具有优异的机械性能和热稳定性,广泛应用于汽车零件、电子电器、纺织工业等领域。
聚酰胺6.6的制备方法主要有两种:原料法和环己酮法。
原料法是指将己二酸和六胺在溶液中进行反应,从而合成聚酰胺6.6。
该方法的反应条件较为温和,操作简单,但需要对原料的纯度和配比进行严格控制,否则会导致产品质量不稳定。
环己酮法是指将单质己内酰亚胺和六亚胺在环己酮中进行缩合反应,产生聚酰胺6.6。
该方法具有反应速度快、产率高、产品纯度高等优点,但需要使用环己酮这种有机溶剂,对环境和人体有一定的危害。
其中,环己酮法是更加常用的方法,下面将重点介绍该方法的具体流程和相关反应条件。
首先,将己内酰亚胺和六亚胺按照一定的配比精确称量,并将它们加入到环己酮中,形成溶液。
其中,己内酰亚胺和六亚胺的摩尔比应该按照1:1进行配比,以保证反应的均匀性和产物的稳定性。
然后,将溶液加热到反应温度,反应温度通常控制在290-310℃之间。
加热过程中,需要不断搅拌反应体系,以保证反应均匀。
在反应过程中,可以适当加入一定量的催化剂或添加剂,以提高聚合反应的速度和产率。
常用的催化剂包括氯化锌、氯化铅等,添加剂主要包括马来酸等物质。
反应进行一定时间后,需要对反应体系进行冷却处理,以使产物能够凝固、分离出来。
冷却的方式可以采用水淬或空气自然冷却的方式,根据实际生产情况来选择。
最后,将产物进行洗涤、干燥等后处理工序,以获得纯度高、质量稳定的聚酰胺6.6。
洗涤工序通常采用浸泡或喷淋的方式,可以采用水或其他有机溶剂进行洗涤。
干燥的方式可以分为自然干燥和烘箱干燥两种方式,需要根据实际生产情况来选择。
综上所述,聚酰胺6.6的制备方法主要有原料法和环己酮法两种,其中环己酮法是更加常用的方法。
通过控制反应条件和添加适当的催化剂和添加剂,可以实现聚酰胺6.6的高效生产,同时需要注意对环境和人体的安全性进行保护。
SEED简介
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PA多功能稳定剂S-EED中文名:二(2,2,6,6- 四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺或N,N’-双(2,2’,6,6’-四甲基哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺CAS号:42774-15-2分子式:C26H42O2N4【性质】外观白色结晶粉末熔点(℃) 272±2分子量(g/mol) 442.65溶解度,g/100溶剂二甲基乙酰胺 110 (20℃)乙酸 250 (20℃)水 0.139(30℃)己内酰胺 >5 (75℃)挥发性(TGA)重量损失(N2,10℃/MIN):10%(354℃)【特性与优点】1 适合于尼龙的多功能稳定剂通过“分子识别”和交链酰胺化与尼龙相容A染料结合位置 B 染料和基体稳定因素 C 芳香氨基团-热稳定性和基体结合位置2改善尼龙熔体的加工过程稳定尼龙熔体压力,平稳加工过程,纤维纺丝时减少断丝。
3增加长期的热稳定性和光稳定性。
与尼龙高度相容,并与尼龙分子键合在一起,使其对尼龙的稳定性超越传统光稳定剂的极限。
S-EED与乙酰苯胺UV-吸收剂Sanduvoor VSU组合使用能显著提高光稳定效果。
4增强染色性能由于其碱性基团及其次级作用,S-EED能增强金属染料和酸性染料的亲和力,使其能稳定、经济、相容和深度染色【性能】1热氧化稳定性含S-EED的尼龙纤维热稳定性得到改善。
试样纤维在通风烘箱内热氧化,即180°C,190°C和200°C下暴露一小时。
然后再测定纤维的机械性能并与初始值比较。
2光稳定性效率S-EED也能改善尼龙制品的光稳定性。
若与UV吸收剂组合使用效果更加。
最佳效果是SEED与乙酰苯胺UVA-1组合取得的。
3传统染色S-EED提供尼龙6和尼龙66对金属染料和酸性染料的深色可染性。
4染色纤维的光牢度S-EED也能改善染色纤维的光牢度,染色过程中由染料引起的尼龙纤维降解也由于使用SEED得到预防。
【重要】本产品经工业用途的ELINCS登记,尚未经用于食品接触的塑料的认可。
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有机添加剂SEED 在聚酰胺6 改性中的应用摘要: 在己内酰胺水解聚合时加入一定量的有机添加剂 N ,N′- 二(2 ,2 ,6 ,6 - 四甲基 - 4 - 哌啶基) - 1 ,3 - 苯二酰胺(SEED) ,合成出含有添加剂 SEED的改性聚酰胺 6 树脂 ,研究了改性聚酰胺6 的流变性、热稳定性及染色性。
实验表明:当 SEED添加量为 0. 2 %时 ,聚酰胺 6 熔体表观粘度随剪切速率的升高而下降的趋势变慢 ,熔体加工稳定性提高;与空白试样相比 ,改性聚酰胺 6 的初始热分解温度提高约 3 ℃,高温(170 ℃、 190 ℃)老化 1 h后纤维的断裂强度保留率可达80 %以上 ,热稳定性改善;且改性树脂的端氨基含量可高达45 mmol/ kg ,为空白试样的1. 7 倍 ,纤维的酸性染料染色上染率明显提高。
改性聚酰胺 6 稳定性、染色性的改善 ,是有机添加剂 SEED 中特有的芳胺基和受阻哌啶基结构综合作用的结果。
关键词: N ,N′ - 二(2 ,2 ,6 ,6 - 四甲基- 4 - 哌啶基) - 1 ,3 - 苯二酰胺; 聚酰胺6 ; 末端氨基; 热稳定性; 染色性聚酰胺 6 由于具有拉伸强度高、自润滑性良好、冲击韧性好、耐磨性、耐化学性、耐油性优异等突出优点 ,在工程塑料及功能化塑料领域得到迅速发展 ,但也存在着耐光性、耐热性、染色性 (尤其是染色深度) 较差等缺点 ,需要加以改进 ,以适应各种用途的要求。
而聚酰胺所存在的不足一般可通过加入适当的添加剂来抑制。
Malik 等研究了在聚酰胺树脂中直接加入有机添加剂 SEED 后的改性效果,本研究则通过在己内酰胺水解开环聚合中加入一定量的SEED ,以合成出含有一定 SEED 含量的改性聚酰胺 6 树脂 ,并探了有机添加剂 SEED 在改善聚酰胺 6 的流变性、热稳定性及染色性等方面的作用效果。
1 实验部分1. 1 原材料及配方1. 1. 1 原材料己内酰胺(LA) ,日本东丽公司;蒸馏水(H2O) ,开环剂 ,实验室自制;间苯二甲酸( IPA) ,相对分子质量调节剂 ,化学纯 ,上海润捷化学试剂有限公司;苯甲酸(BIA) ,相对分子质量调节剂 ,分析纯 ,湖南湘中精细化学品厂;N ,N′ - 二(2 ,2 ,6 ,6 - 四甲基 - 4 - 哌啶基) - 1 ,3 -苯二酰胺,有机热稳定剂,汽巴精化(中国)有限公司。
1. 1. 2 配方LA 100 份;H2O 7. 5 份;IPA 0. 2 份;BIA 0. 1 份;SEED 0~0 . 2 份。
1. 2 实验仪器及设备1. 3 L 不锈钢聚合釜 ,实验室自制;单螺杆熔融纺丝机 ,螺杆直径 25 mm ,长径比 26 ,喷丝孔尺寸为 < 0.5 mm×12 ,实验室自制;毛细管流变仪 ,CFT2500D ,日本 SHIMADU 公司;热重分析,TG A2050 ,美国 T A Instruments公司,测试条件:在氮气气氛下以10 ℃ / min 的速度升温至600 ℃;单纤维电子强力仪 , YG001A ,江苏太仓纺织仪器厂 ,测试条件:温度20 ℃、相对湿度 65 %;X - 射线衍射 ,DMAX/ IIIA ,日本理学 ,X - 射线衍射仪连续记谱扫描 ,测试条件:Cu 靶 ,后单色器 ,管电压30 kV ,管电流 30 mA ,扫描速度 10 ° / min ,衍射角范围2 °≤ 2θ≤30 °。
1. 3 聚酰胺 6 树脂的制备升温:从室温升温至 200~210 ℃,1. 5 h ;开环:200~210 ℃,1. 5 h ;链增长:258 ℃,4. 5 h ;链平衡:246 ℃,4 h。
然后将经铸带切粒得到的聚酰胺 6 树脂于 70 ℃下用无离子水萃取1. 5 h ,50 ℃下烘干备用。
1. 4 纺丝及拉伸聚酰胺 6 树脂经真空干燥(80 ℃、 3 h ,100 ℃、 8 h)后 ,用 < 25 mm实验室用螺杆挤出机按常规法进行熔融纺丝 ,所得卷绕丝于60 ℃水浴中拉伸 ,倍数为 4。
1. 5 聚酰胺 6 树脂末端氨基含量的测定聚酰胺 6 树脂的末端氨基含量采用酸量滴定法测得 ,以 2 ,2 ,2 - 三氟乙醇/水〔TFE/ H2O = 88/ 12 (体积分数)〕混合溶液为溶剂 ,用 0. 02 mol/ L 的 HCl 标准溶液滴定。
末端氨基含量的计算公式如下:C =V ×0. 02 ×1 000m式中 C ———末端氨基含量 ,mmol/ kgV ———HCl 耗量 ,mLm ———样品质量 ,g1. 6 聚酰胺 6 纤维染色实验称取浓度为 2. 5 g/ L 的酸性蓝 AGL 染料溶液10 mL、 1 %的匀染剂10 mL、 1 %的 HAc 5 mL、 1 %的NaAc 5 mL 和 70 mL 水置于敞口烧杯中配成染浴 ,染浴的pH值为4. 5。
称取经漂洗的空白聚酰胺6 丝和改性聚酰胺 6 丝各 1 g 同时置于染浴中 ,在 45 min 内由常温升至 85 ℃,保温 30 min 后取出试样 ,经充分水洗后晾干备用。
2 结果与讨论2. 1 有机添加剂 SEED的结构及性质有机添加剂 SEED为白色固体粉末 ,熔点 274 ℃,结构式为:在SEED中 ,其芳胺组分在聚酰胺加工过程中可提高熔体的热稳定性;酰胺基团确保与聚酰胺基料的高度相容性;受阻哌啶基是众所周知的起光稳定作用的部分 ,若其附着于低聚体或高相对分子质量的骨架上时 ,也可以获得较好的热稳定效果;分子中二个哌啶基不仅提供期热稳定作用 ,而且增加聚酰胺的胺基含量 ,因而也提高了聚酰胺纤维的染色性。
2. 2 SEED对聚酰胺 6 树脂流变性能的影响由图 1 可知 ,加入添加剂 SEED 后 ,由于添加剂的粘度小于聚酰胺6 树脂的粘度 ,在聚酰胺树脂的熔融流动过程中 ,添加剂起到润滑作用 ,降低了树脂熔体粘度 ,从而在低剪切速度下 ,粘度变化更明显 ,也即较小的应力可使添加改性的流体产生较大的应变 ,说明改性树脂可在较低的纺丝温度下成型。
随着剪切速率的增大 ,聚酰胺 6 树脂的表观粘度均呈下降的趋势 ,但与未添加SEED的聚酰胺6 树脂相比 ,加入SEED的聚酰胺 6 树脂的表观粘度随着剪切速率的增大而下降的幅度趋缓 ,且随着 SEED 用量的增多 ,这种趋势愈明显。
这是因为聚酰胺 6 树脂在熔融挤出过程中出现的相对粘度发生变化 ,是它的端氨基与端羧基进行缩聚反应的结果 ,具有立体结构障碍作用稳定剂的加入 ,使能够参与缩聚反应的端基数目减少 ,因而添加SEED后的聚酰胺 6 熔体粘度变化较未添加 SEED 改性的聚酰胺 6 熔体小。
而相对分子质量的稳定性可用测定聚合体的熔体粘度的变化来大致衡量,添加 SEED后聚酰胺 6 树脂的粘度变化趋缓 ,这表明添加 SEED后聚酰胺 6 树脂的熔体稳定性得到了提高 ,从而改善了聚酰胺 6 熔体在纺丝过程中的稳定性。
2. 3 SEED对聚酰胺 6 热稳定性能的影响2. 3. 1 热重分析由表 2 可知 ,添加 0. 2 % SEED 后聚酰胺 6 树脂的半分解温度、TGA 峰值基本上没什么变化 ,但其起始分解温度较未用 SEED 改性聚酰胺 6 树脂的高出约3 ℃。
这表明 ,添加 0. 2 % SEED 后聚酰6 树脂的热稳定性有所改善。
2. 3. 2 SEED对聚酰胺 6 纤维力学性能的影响由表 3 可知 ,将聚酰胺 6 纤维置于烘箱中高温老化 1 h 后 ,聚酰胺 6 纤维的断裂强度都有不同程度的下降 ,其下降程度如表 3 所示。
由表 4 可知 ,添加 0. 2 % SEED 的聚酰胺 6 纤维的断裂强度在经受高温处理后 ,仍能保持较高的强度(80 %以上) ,而未添加 SEED改性的聚酰胺 6 纤维 ,其断裂强度显著劣化 ,强度保持率小于 50 %。
这表明了改性聚酰胺 6 纤维的热稳定性有明显改善是有机添加剂 SEED中芳胺基、受阻哌啶基综合作用的结果。
2. 4 SEED对聚酰胺 6 染色性能的影响聚酰胺 6 纤维一般用酸性染料染色 ,酸性染料通过强的离子键或静电引力作用与聚酰胺 6 末端氨基结合而获得优良的染色效果。
因此 ,聚酰胺纤维的末端氨基含量对其染色性能起着重要的作用。
2. 4. 1 SEED对聚酰胺 6 树脂末端氨基含量的影响由图 2 可知 ,SEED的加入可显著提高聚酰胺 6 树脂的末端氨基含量 ,且随着其用量的增加末端氨基含量也增多。
虽然 SEED 中没有可与—COOH反应的基团 ,但它含有的—NH—显碱性 ,对—COOH 具有一定的抑制作用 ,故使聚酰胺 6 树脂的末端氨基含量相应增多。
此外 ,SEED含量越大 ,其功能基密度越大 ,体系中多胺类数目也越多 , 从而提高体系捕获自由基和分解氢过氧化物的能力 ,显著改善其抗热氧性能。
2. 4. 2 SEED含量对聚酰胺 6 纤维上染量的影响由图 3 可知 ,随着聚合体中 SEED 用量的增多 ,聚酰胺 6 纤维对酸性染料的上染量也随之增多 ,也即聚酰胺 6 纤维的染色深度随着 SEED 用量的增多而加深。
而随着 SEED 用量的增多 ,聚合体的末端氨基含量也随增加 ,这说明末端氨基含量与聚酰胺 6 纤维对酸性染料的上染有重要的作用。
2. 4. 3 染色性能由纤维的 X射线衍射图 4 可知 ,空白及含 0. 2 %SEED的两种聚酰胺 6 纤维的结晶度分别为 46. 97 %和 47. 18 %。
可见 ,添加改性剂前后纤维的结晶度基本一致 ,因而可以推测聚酰胺 6 纤维染色性能的改善与结晶度因素无关。
而 Kaul 等发现,具有空间位阻胺基结构的化合物可以改善合成纤维的染色性能。
Bruce 等人认为,纤维的酸性染料染色机理可用下式来表示:由此可知 ,酸性染料分子通过与聚酰胺中末端氨基的作用结合在聚酰胺大分子上。
0. 2 % SEED 聚酰胺 6 树脂的末端氨基含量为 45 mmol/ kg ,为未改性样的端氨基含量(26 mmol/ kg)的 1. 7 倍。
故结合在纤维上的酸性染料含量也明显提高 ,从而改善了聚酰胺 6纤维的染色性能 ,提高了纤维的染色深度。
3 结论在本实验条件下,当 SEED 添加量为 0. 2 %时 ,聚酰胺 6 树脂可达到如下的改性效果:(1) 聚酰胺 6 树脂在熔融加工时 ,其熔体粘度变化较小 ,加工性能相对稳定;(2) 改善聚酰胺 6 树脂的热稳定性 ,其初始热分解温度提高约3 ℃,在高温(170 ℃、 190 ℃)老化 1 h 后 ,纤维断裂强度的保留率仍达到 80 %以上;( 3 ) 聚酰胺 6 树脂的末端氨基含量提高至45 mmol/ kg ,为空白试样的 1. 7 倍 ,纤维的酸性染料染色上染率明显改善。