一种聚酰胺或其共聚物的组分分析方法技术

本发明专利技术属于聚合物表征技术领域，具体涉及聚酰胺或其共聚物组分分析方法。聚酰胺(尼龙)及其共聚物难以溶于常规氘代试剂，因此无法进行常规的聚合物表征和鉴定。本发明专利技术采用特殊溶剂氘代苯酚与氘代三氯甲烷试剂的混合溶剂溶解聚酰胺及其共聚物样品，进行相关定量核磁共振氢谱表征，解析聚酰胺或其共聚物样品的分子量及聚酰胺共聚物中共聚单体的含量，实现了聚酰胺或其共聚物的精准定量。酰胺或其共聚物的精准定量。酰胺或其共聚物的精准定量。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺或其共聚物的组分分析方法


[0001]本专利技术涉及聚酰胺表征
，尤其是指一种聚酰胺或其共聚物的组分分析方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺(尼龙)以强韧、自润滑、耐磨、耐油、耐腐蚀而著称，对一般化学药品有很强的抵抗力，在普通使用条件下不受醇、酸、醚、烃类、油类和洗涤剂等侵蚀，是优良的工程塑料。在电气、电子、汽车制造、医疗和轻工业等部门，广泛用作结构材料、耐磨材料和介电材料，常用作齿轮、轴承、泵叶轮、风扇叶片、输油管、储油容器、电器架座以及摩托车、汽车的结构件。其中应用最为广泛的主要有尼龙6、尼龙66和尼龙610等。
[0003]己内酯和氨基己酸作为单体共聚合得到的聚酰胺共聚物带来了更好的加工性能和韧性，具有应用于聚酰胺弹性体这类高附加值材料的潜力。
[0004]但是聚酰胺及其共聚物通常难以在普通的溶剂中溶解，因此无法进行常规的聚合物表征。主要通过溶解在间甲酚溶液中测量其粘度来表征其分子量，或者溶解在氘代三氟乙酸与氘代三氯甲烷的混合溶剂中进行核磁共振氢谱测试测定其组分与分子量。但是粘度法只能表征其粘度无法得到绝对分子量，也无法进行组分分析。而氘代三氟乙酸会与聚合物发生反应同时会导致聚合物的降解，使得聚合物的组成发生改变，无法精确的对聚酰胺及其共聚物的结构进行表征。
[0005]因此急需一种能够精确测定聚酰胺及其共聚物的组分分析方法，实现聚酰胺及其共聚物的结构表征，并建立相应的构效关系，针对相应的性能进行改性来适应更广阔的市场需求。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法精确的对聚酰胺及其共聚物的结构进行表征的技术问题。
[0007]现有技术中，由于聚酰胺及其共聚物样品难以在普通的溶剂中溶解，因此无法进行常规的聚合物表征。氘代苯酚单独作为溶剂时，没有常规氘代试剂进行锁场，测试精度较差无法测试；而氘代三氯甲烷为溶剂，其对聚酰胺及其共聚物样品的溶解性很差，也无法对聚酰胺及其共聚物样品进行核磁测试；且直接使用混合溶剂溶解聚酰胺及其共聚物进行测试，其中氘代苯酚中含有的水会和末端基羟基或氨基相邻的质子峰重合，无法得出精确结果。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术开发一种可对聚酰胺及其共聚物样品进行定量核磁共振氢谱(1H NMR)表征的方法，分析出聚酰胺及其共聚物的分子量，和聚酰胺共聚物中共聚单体的含量(摩尔比)。具体的，本专利技术采用通过硫酸镁除水的特殊溶剂氘代苯酚与氘代三氯甲烷的混合溶剂溶解聚酰胺及其共聚物样品，进行相关定量核磁氢谱测试，从而分析聚酰胺及其共聚物样品的分子量及其中两种共聚单体己内酯和氨基己酸的摩尔比，为聚酰
胺及其共聚物样品的结构表征奠定基础，并建立其构效关系。
[0009]本专利技术的第一个目的在于提供一种聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，包括以下步骤：
[0010](1)将氘代苯酚与氘代三氯甲烷混合，加入无水硫酸镁或无水硫酸钠，静置除去溶剂中的水分，得到混合溶剂；
[0011](2)将聚酰胺或其共聚物溶于步骤(1)中所述混合溶剂，得到聚酰胺溶液，然后进行定量核磁共振氢谱表征，其中，核磁共振氢谱表征的条件：驰豫时间d1值大于等于10秒，扫描次数大于等于16次；
[0012](3)根据步骤(2)中定量核磁共振氢谱表征的结果，利用处于末端羟基或氨基邻位上的质子峰和酯键羰基邻位的质子峰以及酰胺键羰基邻位的质子峰的积分值，计算得出聚酰胺或其共聚物的分子量，以及聚酰胺共聚物中共聚单体的摩尔分数，实现聚酰胺或其共聚物的组分分析。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述静置的时间为8h～24h。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述氘代苯酚与氘代三氯甲烷的体积比为1∶(2～6)。进一步的，所述氘代苯酚与氘代三氯甲烷的体积比为1∶(3～5)、1∶(4～5)、1∶(3～6)、1∶(4～6)。具体为：1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6；或者任意两个数值之间的任意值。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，聚酰胺或其共聚物的溶液的浓度为5mg/mL～20mg/mL。进一步的，浓度为5mg/mL～10mg/mL、10mg/mL～20mg/mL等，具体为5mg/mL、6mg/mL、7mg/mL、8mg/mL、9mg/mL、10mg/mL、11mg/mL、12mg/mL、13mg/mL、14mg/mL、15mg/mL、16mg/mL、17mg/mL、18mg/mL、19mg/mL、20mg/mL；或者任意两个浓度值之间的任意值。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，步骤(2)中，驰豫时间d1值为10秒～60秒，扫描次数为16次～48次。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述聚酰胺为尼龙6，聚酰胺共聚物为氨基己酸与己内酯的共聚物。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述聚酰胺共聚物的分子量的计算公式如下：
[0019][0020]其中，M
n
为聚酰胺共聚物的分子量；I1为化学位移在2.1ppm
‑
3.1ppm区域的积分值，I2为1.8ppm
‑
2.1ppm区域的积分值，I3为3.4ppm
‑
3.7ppm处的积分值。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述聚酰胺的分子量的计算公式如下：
[0022][0023]其中，M
n
(PA)为聚酰胺的分子量；I4为化学位移在1.8ppm
‑
2.4ppm区域的积分值，I5为2.6ppm
‑
2.8ppm区域的积分值。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，聚酰胺共聚物的共聚单体摩尔分数计算公式如下：
[0025][0026]其中，x为共聚单体己内酯在聚酰胺共聚物中的摩尔分数，y为共聚单体氨基己酸
在聚酰胺共聚物中的摩尔分数；I1为化学位移在2.1ppm
‑
3.1ppm区域的积分值，I2为1.8ppm
‑
2.1ppm区域的积分值。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述聚酰胺共聚物的分子式为：
[0028][0029]其中，a为1～10，b为1～30，n为30～100。
[0030]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0031]本专利技术首次通过将聚酰胺及其共聚物样品溶于除过水的氘代苯酚与氘代三氯甲烷的混合溶剂中，成功得到聚酰胺及其共聚物样品的定量核磁共振氢谱(1H NMR)图；然后由聚酰胺及其共聚物样品的定量核磁共振氢谱(1HNMR)，分析出其分子量和两种共聚单体己内酯和氨基己酸的含量。经过具有确定共聚单体含量的聚酰胺共聚物验证，本专利技术聚酰胺及其共聚物的组分分析方法结果准确。
[0032]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氘代苯酚与氘代三氯甲烷混合，加入无水硫酸镁或无水硫酸钠，静置除去溶剂中的水分，得到混合溶剂；(2)将聚酰胺或其共聚物溶于步骤(1)中所述混合溶剂，得到聚酰胺溶液，然后进行定量核磁共振氢谱表征，其中，核磁共振氢谱表征的条件：驰豫时间d1值大于等于10秒，扫描次数大于等于16次；(3)根据步骤(2)中定量核磁共振氢谱表征的结果，利用处于末端羟基或氨基邻位上的质子峰和酯键羰基邻位的质子峰以及酰胺键羰基邻位的质子峰的积分值，计算得出聚酰胺或其共聚物的分子量，以及聚酰胺共聚物中共聚单体的摩尔分数，实现聚酰胺或其共聚物的组分分析。2.根据权利要求1所述的聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，其特征在于，所述氘代苯酚与氘代三氯甲烷的体积比为1∶(2～6)。3.根据权利要求2所述的聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，其特征在于，所述氘代苯酚与氘代三氯甲烷的体积比为1∶(3～5)。4.根据权利要求1所述的聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，其特征在于，聚酰胺或其共聚物的溶液的浓度为5mg/mL～20mg/mL。5.根据权利要求1所述的聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，其特征在于，步骤(2)中，驰豫时间d1值为10秒～60秒，扫描次数为16次～48次。6.根据权利要求1所述的聚酰胺或其共聚物的组分分析方法，其特征在于：所述聚酰胺为尼龙6，聚酰胺共聚物为氨基己酸与己内酯的共聚物。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨木佳，黄舒捷，崔宏隽，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：