PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种PET‑PA6中PET平均序列长度的控制方法及应用，在制备PET‑PA6的过程中，通过固定M(己内酰胺或PA6预聚物)加入量的同时调整M的分子量以控制共聚物中PET平均序列长度；M的加入量一定时，M的数均分子量与共聚物中PET平均序列长度呈反比；应用为：通过向PET/PA6熔融共混体系中加入定量的PET‑PA6并控制其中PET平均序列长度以控制体系中PET和PA6的相容程度；其他条件一定时，PET‑PA6中PET平均序列长度与相容程度呈正比。本发明专利技术PET‑PA6中PET平均序列长度的控制方法，效果显著，可应用于PET/PA6熔融共混体系中PET和PA6相容程度的控制。

Control method and application of pet average sequence length in pet-pa6

【技术实现步骤摘要】
PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法及应用
本专利技术属于高分子材料加工
，涉及一种PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法及应用。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚酰胺6(PA6)是分别作为塑料和纤维获得广泛应用的两种高分子材料，它们各自都有其独特的性能，也各有不足，因此通过将PET与PA6共混以综合两者的优势一直受到该领域科研工作者的关注。但因为PET与PA6化学结构的显著差异，在共混体系中PET与PA6不相容，这是阻碍PET/PA6混合体系呈现优良性能和获得实际应用的关键技术问题。虽然利用两者的不相容性，通过纺制PET/PA6复合纤维之后依靠界面剥离能获得超细纤维，但在实际应用中，为了追求差异性及特殊性，也需要控制两者的剥离程度，这也要求PET和PA6两者的相容性在PET/PA6复合纤维中是可控制的。为了改善PET与PA6的相容性，国内外都进行了不同途径和方法的尝试。大部分工作都是在PET/PA6体系中添加能与其中至少一个组分发生反应的相容剂，其中用的比较多的是环氧树脂，例如文献1(Reactivecompatibilityofpolyamide-6(PA6)/polybutyleneterephthalate(PBT)blendsbyamultifunctionalepoxyresin,JournalofpolymersciencepartB:polymerphysics,2015,38(1):23-33)在聚酯与聚酰胺熔融共混体系加入环氧树脂，借助环氧树脂与聚酰胺端氨基的反应，从而减小分散相聚酰胺相的尺寸；文献2(Compatibilizingeffectofepoxyresinonthephaseseparationandpropertiesofpolyamide6/polyethyleneterephthalateblends,Virology,2014,51(1):174-180)使用双酚A型环氧树脂，借助双螺杆挤出机熔融共混后，发现在PA6基体中PET的分散相尺寸减小。此外，相容剂还可以是其他物质，例如文献3(离聚物Surlyn对PET/PA6共混物相容性的影响，塑料，2005,34(6):14-17)提及离聚体聚甲基乙基丙烯酸锌(Surlyn)也可以作为相容剂，用于增加两相界面粘结力，由此提高PET/PA6共混体系相容性，实验结果发现，加入离聚体Surlyn后，能降低分散相PA6的颗粒尺寸，提高分散的均匀性。但是，使用环氧树脂作为相容剂有在大分子链之间产生交联、增加熔体粘度，降低熔体流动性的不足，离聚物也同样会增加熔体粘度，这对纤维和塑料成型是十分不利的。专利CN109206621A公开了一种改善聚酰胺和聚酯相容性的方法，即利用PET与聚酰胺的共聚物作为相容剂改善聚酯与聚酰胺共混纤维的相容性，该专利是通过先制备聚酯(PET/PBT/PTT)和聚酰胺(PA66/PA46/PQ1010/PA1212)的预聚物，再将两种预聚物共聚合获得嵌段聚酰胺酯共聚物，将此共聚物作为相容剂添加到聚酯与聚酰胺共混体系中起到改善相容性的作用。聚酰胺酯共聚物作为相容剂虽然避免了环氧树脂和离聚物作为相容剂导致的熔体粘度增大等问题，但该专利没有提供对相容性改善的定量表达，也没有给出相容剂中嵌段长度与相容性的确切关系。因为如果由不同分子量的预聚物制备嵌段聚酰胺酯共聚物，当其作为相容剂使用时，在相同添加量时，会导致对相容性改善效果的不同，这给生产过程带来极大的困扰和障碍。因此，研究一种改善PET/PA6共混体系相容性且能进行准确调控的方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中PET/PA6共混体系相容性难以准确调控的问题，提供一种PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法，并基于此得到熔融共混体系中PET和PA6的相容程度的控制方法，实现PET/PA6共混体系相容性的准确调控。为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法，在由PTA、EG和M制备PET-PA6的过程中(具体步骤和工艺参数同现有技术)，通过固定M的加入量同时调整M的分子量以控制PET-PA6中PET平均序列长度；也可通过固定M的分子量同时调整M的加入量以控制PET-PA6中PET平均序列长度，其相对于“通过固定M的加入量同时调整M的分子量以控制PET-PA6中PET平均序列长度”存在PET-PA6中PET平均序列长度偏小，对相容性改善效果不佳的问题；M为己内酰胺或PA6预聚物，PA6预聚物的制备方法同现有PA6的制备方法，只要通过缩短反应时间即可方便制备不同分子量的PA6预聚物；PET-PA6中PET平均序列长度等于平均每个PET序列含有的PET的重复单元的个数，PET-PA6中PET平均序列长度的计算是基于C13-NMR的分析结果参照文献(Journalofmacromolecularscience,partB:physics,2006,45(4),581-592.)中的方法进行求算的；M的加入量占总投料质量的百分比的取值范围为2～20％(即M的质量为PTA、EG和M的质量之和的2～20％)，M的数均分子量的取值范围为113～17500g/mol，PET-PA6中PET平均序列长度的取值范围为5～50；M的加入量一定时，M的数均分子量越大，PET-PA6中PET平均序列长度越短；反之，则反。在以PTA和EG为原料通过酯化和缩聚反应制备PET的过程中，在酯化结束时段(以出水量达到理论量的90％判断)，加入不同分子量的M进行共聚合制备PET-PA6共聚物；在PET-PA6共聚物中PET序列的长度受M添加量和所添加的M分子量的影响，序列长度在5～50范围变化，当固定M的分子量，PET序列长度随M添加质量百分比的增加而减小；而当固定添加M的质量百分数时，PET的序列长度随M分子量增加而减小；之所以需要重视PET-PA6共聚物中PET的平均序列长度，是因为当PET-PA6共聚物作为PET和PA6两者的相容剂使用时，在相容剂添加量相同时，PET序列长度直接影响对相容性的改善效果；同时PET-PA6共聚物中PET的序列长度也决定了共聚物的熔点，这是因为在PET-PA6共聚物中PET平均序列长度直接影响形成片晶的厚度，而片晶厚度直接决定共聚物的熔点，PET序列长度短时共聚物熔点低，太低的熔点对熔体成型加工会带来不利影响，从而削弱产品的应用价值；通过改变M的数均分子量调控PET-PA6共聚物中PET序列长度的原理是利用两种反应的动力学平衡常数的差异。聚酯化反应和聚酰胺化反应都是动力学可逆反应，但聚酰胺化反应动力学平衡常数为400，而聚酯化反应动力学平衡常数为4(潘祖仁，高分子化学，化学工业出版社，1986年第一版，221-224页)，所以当反应物浓度足够时，相同条件下由M自行聚合形成酰胺键的动力学机率远大于M参与共聚合的机率；当M分子量小时，可自身发生聚合反应的端基浓度高，加之形成酰胺键的反应速率快，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法，其特征是：在由PTA、EG和M制备PET-PA6的过程中，通过固定M的加入量同时调整M的分子量以控制PET-PA6中PET平均序列长度；/nM为己内酰胺或PA6预聚物；/nPET-PA6中PET平均序列长度等于平均每个PET序列含有的PET的重复单元的个数；/nM的加入量占总投料质量的百分比的取值范围为2～20％，M的数均分子量的取值范围为113～17500g/mol，PET-PA6中PET平均序列长度的取值范围为5～50；/nM的加入量一定时，M的数均分子量越大，PET-PA6中PET平均序列长度越短；反之，则反。/n

【技术特征摘要】
1.PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法，其特征是：在由PTA、EG和M制备PET-PA6的过程中，通过固定M的加入量同时调整M的分子量以控制PET-PA6中PET平均序列长度；
M为己内酰胺或PA6预聚物；
PET-PA6中PET平均序列长度等于平均每个PET序列含有的PET的重复单元的个数；
M的加入量占总投料质量的百分比的取值范围为2～20％，M的数均分子量的取值范围为113～17500g/mol，PET-PA6中PET平均序列长度的取值范围为5～50；
M的加入量一定时，M的数均分子量越大，PET-PA6中PET平均序列长度越短；反之，则反。


2.根据权利要求1所述的PET-PA6中PET平均序列长度的控制方法，其特征在于，M的加入量占总投料质量的百分比为5％，且M的数均分子量由113g/mol增至3200g/mol时，PET-PA6中PET平均序列长度由47.6降至39.6。


3.熔融共混体系中PET和PA6的相容程度的控制方法，其特征是：在以PET和PA6为原料制备熔融共混体系的过程中，通过向其中加入定量的PET-PA6并控制PET-PA6中PET平均序列长度以控制熔融共混体系中PET和PA6的相容程度；
原料中PA6的质量分数的取值范围为5～50％，PET-PA6的加入量占总投料质量的百分比的取值范围为0～30％，PET-PA6中PET...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建明，
申请(专利权)人：江建明，
类型：发明
国别省市：上海;31