一种含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有2‑烷氧基‑间苯二甲酰胺结构的聚酰胺及其制备方法，属于聚酰胺类超分子聚合物材料技术领域。本发明专利技术的目的是进一步提高现有的聚酰胺高分子材料伸长性能，本发明专利技术直接将具有能够形成分子内氢键的结构单元引入聚酰胺分子中，并且该结构单元能够形成新月形的氢键结构，能够显著提高聚酰胺分子的伸长率，根据对比试验得到的结果，相比无法形成分子内氢键的聚酰胺分子，本发明专利技术的伸长率由300％提高到了2800％，且本发明专利技术所提供的合成方法还具有简单、快速、高效的优点。

Polyamide containing 2- alkoxy benzyl two formamide and preparation method thereof

The invention discloses a polyamide containing 2_alkoxy_isophthalamide structure and a preparation method thereof, belonging to the technical field of polyamide supramolecular polymer materials. The purpose of the present invention is to further improve the elongation performance of existing polyamide polymer materials. The present invention directly introduces a structural unit capable of forming intramolecular hydrogen bonds into the polyamide molecule, and the structural unit can form a crescent-shaped hydrogen bond structure, which can significantly improve the elongation of the polyamide molecule according to the comparison. The experimental results show that the elongation of the present invention is increased from 300% to 2800% compared with the polyamide molecule which can not form intramolecular hydrogen bond, and the synthesis method provided by the present invention has the advantages of simplicity, rapidity and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺及其制备方法
本专利技术属于聚酰胺类超分子聚合物材料

技术介绍
氢键具有键能适中、有饱和性、可逆形成与解离等特点。由氢键交联的超分子聚合物材料通常表现出刺激响应性。超分子聚合物材料还具有依赖于频率的动态力学性质和自愈合性，这源于非共价键形成和解离的动力学。管治斌与黎占亭的研究团队于2010年在Macromolecules杂志合作发表的研究成果表明，在聚合物PP内通过共价键作用掺杂带有分子内氢键与不带有分子内氢键的结构单元后，这两种聚合物的的力学性质有着明显的区别。他们将10％带有不同大小的氢键结构单元(HB-1m、HB-3m、HB-5m)及其对比结构单元(NB-1m、NB-3m、NB-5m)通过交联的方式接入PP后得到了三组对比聚合物：HB-1p/NB-1p、HB-3p/NB-3p及HB-5p/NB-5p，对它们进行蠕变/松弛试验的结果表明：在相同实验条件下，掺杂了氢键结构单元的聚合物具有更佳的伸长性能。不同的氢键结构单元在影响聚合物的伸长性能的因素中起到了关键的作用，因此提供一种新型氢键结构单元的聚合物，进一步提高聚合物伸长性能是目前的研究重点。
技术实现思路
为了进一步提高现有的聚酰胺高分子材料伸长性能，本专利技术提供了一种含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺，直接将能够形成分子内氢键的结构单元以单体形式引入聚酰胺分子中，这可能更加显著地提高聚酰胺的伸长性能。所述2-烷氧基-间苯二甲酰胺聚酰胺中2-烷氧基-间苯二甲酰胺作为功能性结构单元，其含量占聚酰胺总质量的10％以上，所述的含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺结构式为：CnH2n+1中n＝1～6，该结构中酰胺键中NH与苯环上烷氧基中O原子形成分子内氢键；连接两结构单元的部分可以是直链或带有支链的脂肪族烷烃基，优选为丁基、己基和/或辛基。优选地，本专利技术中含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺的数均分子量为8～150kg/mol。含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺的制备方法：将2-甲氧基-1,3-间苯二甲酸与二氯亚砜在60～80℃下反应生成的二酰氯化产物，将二酰氯化产物溶解在混合的有机溶剂中得到有机溶液，搅拌均匀待用。将二胺单体和碳酸钠按照摩尔比2:1混合溶解在水中得到水溶液，搅拌均匀待用。将上述水溶液缓慢倒入盛有有机溶液的烧杯中，形成两相，将在相界面生成的薄膜从中间提起，以均匀的速度持续提拉至其中一相的溶液消耗完毕。反应结束后以蒸馏水清洗生成的薄膜，并置于通风处自然风干；50℃真空干燥12小时，得到白色固体，即含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺。本专利技术中所述有机溶剂为四氯化碳、氯仿或以上二种的混合溶剂。所述的二胺单体优选丁二胺、己二胺和/或辛二胺。本专利技术的有益效果：本专利技术中的聚合物由于带有许多的新月形氢键结构单元，对比不能形成分子内氢键的聚合物具有更好的延展性，伸长率最高为2800％，且该合成方法简单、快速、高效。附图说明图1本专利技术实施例1产物的1H-NMR(d6-DMSO)谱图；图2本专利技术实施例1产物的DSC曲线；图3本专利技术实施例1产物加入增塑剂后的应力-应变曲线；图4本专利技术实施例2产物的1H-NMR(d6-DMSO)谱图；图5本专利技术实施例2产物的DSC曲线；图6本专利技术实施例2产物加入增塑剂后的应力-应变曲线；图7本专利技术实施例3产物的1H-NMR(d6-DMSO)谱图；图8本专利技术实施例3产物的DSC曲线；图9本专利技术实施例3产物加入增塑剂后的应力-应变曲线；图10对比实施例4产物的1H-NMR(d6-DMSO)谱图；图11对比实施例4产物的DSC曲线；图12对比实施例4产物加入增塑剂后的应力-应变曲线。其中，图2、图5、图8和图11中横坐标表示Temperature:温度，纵坐标表示HeatFlow:热流。具体实施方式下面以具体实施例的方式对本专利技术技术方案作进一步解释和说明。实施例1将1.96克(约10mmol)2-甲氧基-间苯二甲酸与15ml二氯亚砜在80℃下回流反应一段时间，反应结束后降至室温，油泵抽干二氯亚砜。将反应生成的二酰氯化产物溶解在装有30ml四氯化碳与10ml氯仿混合溶剂的烧杯中，搅拌均匀待用。将3.53g(约40mmol)己二胺和2.12g(约20mmol)碳酸钠溶解在40ml水中，搅拌均匀待用。将上述水溶液缓慢倒入盛有有机溶液的烧杯中，用镊子将生成的薄膜从中间提起，以均匀的速度持续提拉至一相溶液消耗完毕。反应结束后以蒸馏水清洗生成的薄膜，并置于通风处自然风干。50℃真空干燥12小时，得到白色固体。并对白色固体依次进行了1H-NMR(d6-DMSO)(如图1所示)、DSC(如图2所示)，测得Tg＝68.57℃、GPC(DMF):Mn＝149kg/mol,Mw＝250kg/mol，等相关表征；并在加入增塑剂后对其力学性质进行了测试(如图3所示)，其伸长率达到了2800％。实施例2将1.96克(约10mmol)2-甲氧基-间苯二甲酸与15ml二氯亚砜在80℃下回流反应一段时间，反应结束后降至室温，油泵抽干二氯亚砜。将反应生成的二酰氯化产物溶解在装有40ml四氯化碳的烧杯中，搅拌均匀待用。将5.77g(约40mmol)辛二胺和2.12g(约20mmol)碳酸钠溶解在40ml水中，搅拌均匀待用。将上述水溶液缓慢倒入盛有有机溶液的烧杯中，用镊子将生成的薄膜从中间提起，以均匀的速度持续提拉至一相溶液消耗完毕。反应结束后以蒸馏水清洗生成的薄膜，并置于通风处自然风干。50℃真空干燥12小时，得到白色固体。并对白色固体依次进行了1H-NMR(d6-DMSO)(如图4所示)、DSC(如图5所示)，测得Tg＝53.51℃、GPC(DMF):Mn＝85kg/mol,Mw＝168kg/mol，等相关表征；并在加入增塑剂后对其力学性质进行了测试(如图6所示)，其伸长率达到1050％。实施例3将1.96克(约10mmol)2-甲氧基-间苯二甲酸与15ml二氯亚砜在80℃下回流反应一段时间，反应结束后降至室温，油泵抽干二氯亚砜。将反应生成的二酰氯化产物溶解在装有20ml四氯化碳与20ml氯仿混合溶剂的烧杯中，搅拌均匀待用。将5.77g(约40mmol)丁二胺和2.12g(约20mmol)碳酸钠溶解在40ml水中，搅拌均匀待用。将上述水溶液缓慢倒入盛有有机溶液的烧杯中，用镊子将生成的薄膜从中间提起，以均匀的速度持续提拉至一相溶液消耗完毕。反应结束后以蒸馏水清洗生成的薄膜，并置于通风处自然风干。50℃真空干燥12小时，得到白色固体。并对白色固体依次进行了1H-NMR(d6-DMSO)(如图7所示)、DSC(如图8所示)，测得Tg＝85.33℃、GPC(DMF):Mn＝89kg/mol,Mw＝149kg/mol，等相关表征；并在加入增塑剂后对其力学性质进行了测试(如图9所示)，其伸长率达到1770％。实施例4将1.96克(约10mmol)5-甲氧基-间苯二甲酸与15ml二氯亚砜在80℃下回流反应一段时间，反应结束后降至室温，油泵抽干二氯亚砜。将反应生成的二酰氯化产物溶解在装有40ml四氯化碳的烧杯中，搅拌均匀待用。将5.77g(约40mmol)辛二胺和2.12g(约20mmol)碳酸钠溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有2‑烷氧基‑间苯二甲酰胺结构的聚酰胺，其特征在于，所述的含有2‑烷氧基‑间苯二甲酰胺结构的聚酰胺结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺，其特征在于，所述的含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺结构式为：CnH2n+1中n＝1～6；所述2-烷氧基-间苯二甲酰胺聚酰胺中2-烷氧基-间苯二甲酰胺作为功能性结构单元，其含量占聚酰胺总质量的10％以上，该结构中酰胺键中NH与苯环上烷氧基中O原子形成分子内氢键；连接两个功能性结构单元的部分为直链或带有支链的脂肪族烷烃。2.根据权利要求1所述的一种含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺，其特征在于，含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺的数均分子量为8～150kg/mol。3.根据权利要求1所述的一种含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结构的聚酰胺，其特征在于，连接两个功能性结构单元的部分为丁基、己基和/或辛基。4.如权利要求1所述的含有2-烷氧基-间苯二甲酰胺结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力彦，闵婧，马铭泽，裘令瑛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22