本体一锅法制备交联聚酰胺的方法技术

本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，属于聚酰胺技术领域。由二胺和(甲基)丙烯酸酯进行本体迈克尔加成反应生成二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，得到交联聚酰胺。该方法反应条件温和，原料易得，步骤简单，过程绿色环保，且得到的交联聚酰胺力学性能优良。

One-pot bulk method for preparing crosslinked polyamide

The method for preparing cross-linked polyamide by one-pot bulk method belongs to the technical field of polyamide. A mixture of diamine polyesters was synthesized by Michael addition reaction of diamine and (methyl) acrylate. The crosslinked polyamide was obtained by melt condensation at elevated temperature. The method has mild reaction conditions, easy access to raw materials, simple steps, green process, and excellent mechanical properties of crosslinked polyamide.

【技术实现步骤摘要】
本体一锅法制备交联聚酰胺的方法
本专利技术建立了一种利用二胺和(甲基)丙烯酸酯一锅法制备交联聚酰胺的方法。具体方法是由二胺和(甲基)丙烯酸酯发生本体迈克尔加成反应生成二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，制备交联聚酰胺，属于聚酰胺
技术背景聚酰胺是一类综合性能优良的聚合物材料，具有优越的力学性能、高强度、韧性好，并且具有耐油、耐腐蚀的特性，能够满足工业的需求，有很大的发展空间。现如今，普通聚酰胺主要为线性结构，线性聚酰胺的合成工艺一般分为两类：(1)由二元酸和二元胺缩聚而成；(2)由ω-氨基酸或者己内酰胺等开环聚合而制备。交联聚酰胺由于其良好的分子间作用力和不溶于有机溶剂等特性，通常作为耐油涂料、粘合剂、复合材料和分离膜使用。交联聚酰胺目前主要通过两种方法合成：(1)开环聚合-交联法，利用己内酰胺或十二内酰胺的阴离子开环聚合合成线型聚酰胺，再与多元酰基己内酰胺(JP02032128A)或己内酰胺封端的多异氰酸酯(US20130079465A1)进行交联而制备；该方法需要在高温下进行，制备过程复杂。(2)多胺-酰氯法，利用多胺与多元酰氯反应制备交联聚酰胺(JP04354524A)；这种方法往往需用腐蚀性的酰氯，且需在有机溶剂中进行聚合。本专利技术建立了一种本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，该方法一次加入二胺和(甲基)丙烯酸酯，进行本体迈克尔加成及缩聚，制备交联聚酰胺，反应中不需添加任何催化剂或者溶剂，过程简单，绿色环保，且得到的聚酰胺性能优良。
技术实现思路
本专利技术提供了一种二胺和(甲基)丙烯酸酯本体一锅法制备交联聚酰胺的方法。该制备方法原料易得，操作简单，反应条件温和，不需要添加任何催化剂或者溶剂，过程绿色环保，且得到的交联聚酰胺性能优良。本专利技术以二胺和(甲基)丙烯酸酯为原料，先进行本体迈克尔加成，得到二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，生成交联的聚酰胺。具体步骤如下：1)迈克尔加成反应：将二胺和(甲基)丙烯酸酯以1:n(n＝1～4)的摩尔比，在50℃～100℃反应数小时，得到二胺多酯混合物。2)制备交联聚酰胺：将步骤1)得到的二胺多酯混合物升温至150℃～190℃，在氮气保护下，常压反应至粘稠液体，倒入聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中(≤30mmHg，150℃～190℃)反应8～10h，得到交联聚酰胺薄膜材料。其中，步骤1)得到的二胺多酯混合物分子式包括如下所示：其中R为：R’为烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等。在步骤1)中，所得二胺多酯混合物中存在二胺单酯、二胺二酯、二胺三酯和二胺四酯等结构，其中二胺二酯中又含有(a)、(b)两种可能的结构。四种化合物的含量会随二胺/(甲基)丙烯酸酯的摩尔比变化而变化。步骤2)中，经升温熔融缩聚所得的交联聚酰胺的通式包括如下所示的一种，其中的环的大小可不同，N上总取代基个数可不同：整个反应为一锅法，本体反应，其中步骤1)在50℃～100℃下发生迈克尔，步骤2)在150℃～190℃进行缩聚及交联反应。其中，步骤1)中所用的二胺为单一或混合二胺，具有如下所示的结构：H2N-R-NH2其中R为：步骤1)中所用的二胺为1,2-乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺2-甲基-1.5-戊二胺、1,4-环己二胺、异佛尔酮二胺、对苯二甲胺、间苯二甲胺、聚丙二醇二胺等的一种或几种。步骤1)中所用的(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等。本专利技术效果本专利技术采用二胺和(甲基)丙烯酸酯进行本体迈克尔加成和熔融缩聚的一锅法制备交联聚酰胺。该方法采用一次加入二胺和(甲基)丙烯酸酯，进行本体迈克尔加成及缩聚，制备交联聚酰胺，反应中不添加任何催化剂及溶剂，过程简单，绿色环保，得到的聚酰胺性能优良，其拉伸强度能达到48MPa，断裂伸长率达到86％，且可以通过改变二胺的结构或改变二胺和(甲基)丙烯酸酯的配比，得到不同结构和性能的交联聚酰胺。具体实施方法按照GB/T1040—2006标准，将产物制成标准哑铃型试样，拉伸速度5mm/min，用INSTRON-1185万能拉力机测定其拉伸强度及断裂伸长率。按照以上所述的实施方式，以下列举出较好的实施例对本专利技术进行详细说明，但是本专利技术的实现并不限于以下实例。以下实施例步骤2)真空烘箱中的压力≤30mmHg，温度范围为150℃～190℃。实施例1：1)迈克尔加成反应：以重量分数称取己二胺116份，丙烯酸甲酯344份，在50℃中反应3h，得到二胺多酯混合物。2)制备交联聚酰胺：将步骤1)得到的二胺多酯混合物升温至170℃在氮气保护下常压反应2h，待体系粘度变大，倒入模具中，在170℃真空烘箱(20-25mmHg)中反应9h，得到交联聚酰胺，其拉伸强度38MPa，断裂伸长率25％。实施例2：1)迈克尔加成反应：以重量分数称取己二胺116份，丙烯酸甲酯129份，在50℃反应3h，得到二胺多酯混合物。2)制备交联聚酰胺：将实施例2中步骤1)得到的二胺多酯混合物升温至170℃在氮气保护下常压反应40min，待体系粘度变大，倒入模具中，在170℃真空烘箱中(25-30mmHg)反应9h，得到交联聚酰胺，其拉伸强度45MPa，断裂伸长率21％。实施例3：1)迈克尔加成反应：以重量分数称取己二胺116份，丙烯酸甲酯86份，在60℃反应3h，得到二胺多酯混合物。2)制备交联聚酰胺：将实施例3中步骤1)得到的二胺多酯混合物升温至150℃在氮气保护下常压反应20min，待体系粘度变大，倒入模具中，在150℃真空烘箱中反应9h，得到交联聚酰胺，其拉伸强度3MPa，断裂伸长率69％。实施例4：1)迈克尔加成反应：以重量分数称取丁二胺88份，丙烯酸甲酯344份，在50℃反应3h，得到二胺多酯混合物。2)制备交联聚酰胺：将实施例4中步骤1)得到的二胺多酯混合物直接升温至170℃，在氮气保护下常压下反应2h，待体系粘度变大，倒入模具中，在170℃烘箱中反应9h，得到交联聚酰胺，其拉伸强度为48MPa，断裂伸长率为18％。实施例5：1)迈克尔加成反应：以重量分数称取辛二胺144份，丙烯酸甲酯172份，在50℃反应3h，得到二胺多酯混合物。2)制备交联聚酰胺：将实施例5中步骤1)得到的二胺多酯混合物直接升温至170℃，在氮气保护下常压下反应1h，待体系粘度变大，倒入模具中，在170℃烘箱中反应9h，得到交联聚酰胺，其拉伸强度为17MPa，断裂伸长率为86％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，其特征在于，以二胺和(甲基)丙烯酸酯为原料，先进行本体迈克尔加成，得到二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，生成交联的聚酰胺。具体步骤如下：1)迈克尔加成反应：将二胺和(甲基)丙烯酸酯以1:n的摩尔比，n＝1～4，在50℃～100℃反应数小时，得到二胺多酯混合物；2)制备交联聚酰胺：将步骤1)的到二胺多酯混合物升温至150℃～190℃，在氮气保护下，常压反应至粘稠液体，倒入聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中反应8～10h，真空烘箱的条件：压力≤30mmHg、温度150℃～190℃，得到交联聚酰胺薄膜材料。

【技术特征摘要】
1.一种本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，其特征在于，以二胺和(甲基)丙烯酸酯为原料，先进行本体迈克尔加成，得到二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，生成交联的聚酰胺。具体步骤如下：1)迈克尔加成反应：将二胺和(甲基)丙烯酸酯以1:n的摩尔比，n＝1～4，在50℃～100℃反应数小时，得到二胺多酯混合物；2)制备交联聚酰胺：将步骤1)的到二胺多酯混合物升温至150℃～190℃，在氮气保护下，常压反应至粘稠液体，倒入聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中反应8～10h，真空烘箱的条件：压力≤30mmHg、温度150℃～190℃，得到交联聚酰胺薄膜材料。2.按照权利要求1所述的一种本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，其特征在于，步骤1)得到的二胺多酯混合物分子式包括如下所示：其中R为：R’为烷基。3.按照权利要求1所述的一种本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵京波，杨胜青，张军营，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11