阴离子法制备苯乙烯/马来酰亚胺共聚物接枝尼龙6的研究

聚酰胺6,又名尼龙6,是一种具有良好物理机械性能、耐化学药品和常规有机溶剂、应用广泛的通用工程塑料,其产量居五大通用工程塑料之首。但它也具有某些缺陷,比如玻璃化转变温度(Tg,约320K)和热变形温度较低,而吸水性能较高,阻碍了它在某些场合的应用。针对上述缺陷,可以通过物理或化学手段对其进行改性。进行化学改性时,通常采用嵌段或接枝的方式引入功能性链段或基团从而制备功能性尼龙6,比如抗静电尼龙6、阻燃尼龙6以及高抗冲强度尼龙6等。含有N-取代马来酰亚胺结构单元的聚合物,因其五元环刚性单元的存在,在受力和热作用时能表现出优异的性能:Tg能达到500K以上,其制品具有较好的尺寸稳定性和耐溶剂性。本论文叙述一种阴离子型接枝尼龙6的合成,其中包含苯乙烯/马来酰亚胺交替共聚物主链和尼龙6支链。通过将不同比例的苯乙烯、N-取代羟苯基马来酰亚胺和N-取代苯基马来酰亚胺进行自由基聚合,制备带有不同羟苯基密度的苯乙烯/马来酰亚胺交替共聚物主链。然后利用该类羟基引入酰基化己内酰胺基团,进而将其作为大分子活化剂,在引发剂己内酰胺钠的存在下进行己内酰胺的阴离子聚合,从而制备出接枝型尼龙6。由于酰基化己内酰胺基团的存在有利于己内酰胺阴离子的亲核进攻,反应具有较低的活化能,聚合反应能在较短的时间内完成。作为对比例,我们还利用小分子活化剂(2,4-甲苯二异氰酸酯),在类似的反应条件下,制备了纯尼龙6。作者对实验中合成的大分子活化剂用核磁波谱手段进行表征,接枝共聚物终产品则利用DSC、TGA、XRD手段以及吸水性实验和溶解性实验分别表征了其热稳定性能、结晶性能、尺寸稳定性和耐溶剂性能。结果表明,相对于阴离子型纯尼龙6,本文所制备的接枝型尼龙6具有更好的耐热性、尺寸稳定性和更好的耐溶剂性能,而苯乙烯/马来酰亚胺主链的存在并没有引起尼龙6基体结晶性能发生改变。