论文部分内容阅读
随着经济的迅速发展,在各种领域对新材料的迫切需求下,在“以塑代钢”的强劲趋势中,半芳香族尼龙聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)因其优良的性能成为引人注目的新型超能材料。本文采用高温高压溶液缩聚法,先成盐、再预聚、最后终缩聚生成MXD6,并自主合成了共聚单体PA66盐来嵌段共聚改性MXD6,以期提高可纺性,为生产高强高模的轻型化轮胎骨架材料打下基础。本文制备了MXD6盐、PA66盐及不同配比的共聚改性尼龙MXD6,利用红外、核磁、热失重以及DSC测试分析,并对共聚改性尼龙MXD6进行了物理性能的测试。在保证原性能基本不变的同时改善了原尼龙MXD6的柔韧性,对进一步纺丝加工有了很大帮助。对尼龙盐提纯的研究表明50%和82%的乙醇溶液分别对MXD6盐及PA66盐的重结晶提纯效果最好,此外还对共聚改性尼龙MXD6进行了非等温结晶动力学的分析,综合利用Jeziorny方程、Ozawa方程、莫志深法对共聚改性尼龙非等温结晶动力学过程进行研究。结果表明PA66柔性链段的加入,一定程度上增加了结晶速率,当PA66含量较低时首先形成的较为细小的晶胚起到了诱导结晶的作用,当PA66含量较高时,结晶速度较快的PA66形成晶相,一定程度上加大了MXD6相的结晶难度。共聚改性尼龙的非等温结晶过程较为复杂包含一维、二维、三维结晶,随着PA66含量的增大出现了晶相转变和晶粒细化的现象。本文利用结晶动力学数据分析出晶相的变化,并得到晶相变化的验证,进一步说明分子链的各自作用和相互作用对结晶的影响,对工业生产具有极大指导作用。Avrami方程在研究共聚改性MXD6等温结晶方面具有一定优势,综合分析MXD6和PA66盐不同共聚程度下的结晶速率常数和Avrami指数,共聚改性MXD6的等温结晶过程能很好地与Avrami方程符合,呈现良好的线性关系,Avrami指数n在1.2和1.7之间,结合偏光显微镜的观察,说明其结晶方式为匀相成核的棒状和盘状共同结晶。结晶后期n值增大是由于结晶的完善和二次结晶。针对共聚改性尼龙MXD6在应用环境下的瞬时高温情形,本文对热解动力学进行了初步探索,半芳香尼龙的热解动力学的研究目前报道极少,本文利用Kissinger法,Ozawa法,Grane法对不同升温速率下的TG、DTG数据进行处理,共聚改性尼龙MXD6的热解反应为反应级数近似于1的复杂反应,并根据求得的热解活化能E,指前因子A和反应级数n1模拟出热解动力学方程,并探讨了共聚改性尼龙MXD6的热解机理。