一种四臂星形结构长链聚酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种四臂星形结构长链聚酰胺及其制备方法，制备方法为：首先，使二元胺、长链二元酸反应生成尼龙盐；其次，向尼龙盐中加入封端剂将尼龙盐一侧的端氨基封端；然后，经过预聚生成聚酰胺预聚物：最后，加入季戊四胺与封端的聚酰胺预聚物进行反应，酰胺化合成具有四臂结构的长链聚酰胺。该长链尼龙和普通直链型长链尼龙在相同的分子量条件下，具有更加优异的力学性能和良好的流动性，非常适合在对分子量要求较高但是对流动性也有一定要求的应用领域，如管材挤出领域应用，具有很好的市场应用前景。市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种四臂星形结构长链聚酰胺及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料合成加工技术，具体涉及一种四臂星形结构长链聚酰胺及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺树脂具有优良的机械性能、优良的阻隔性能、高耐热性、高耐磨性、高耐化学腐蚀等优异的综合性能，广泛应用于机械制造业、电动工具、电子电器及交通运输等领域。
[0003]在尼龙分子中，一般将2个酰胺基团之间的亚甲基长度在10以上的尼龙称之为长碳链尼龙，其除了具备一般尼龙的大多通用性能如润滑性、耐磨抗压和易加工性等，还具备韧性和柔软性好、吸水率低、尺寸稳定性好、介电性能优异、耐磨损性能好、密度低等特点，应用比较广泛。
[0004]目前市面上长链尼龙如PA610、PA612、PA1012、PA11、PA12等均为长直链结构，聚合方法均为二元酸和二元胺成盐后缩聚一步法聚合，但是在一些特殊的应用领域，如需要高分子量低粘度，高韧性同时具有较好的流动性能加工性能等要求，直链结构的长链尼龙则不能满足这些应用领域的性能需求；相比与传统的直链型结构的分散剂聚合物分子，星形聚合物由于其结构的支链化，可以有效的降低其流体的粘度、增加聚合物的体积重量比。公开号为CN102477155A的专利技术专利公开了一种多臂星形聚酰胺聚合物的制备方法，该专利公开的方法是采用一步化学反应或一步投料制备得到多臂星形聚合物，但其缺点在于由于预聚体自身具有氨基和羧基，一步化学反应或一步投料会导致最终是不规则星型聚合物和直链的聚合物的混合物，也会导致星型聚合物每个臂的分子量大小不一，难以控制。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种四臂星形结构长链聚酰胺及其制备方法，本专利技术使用的合成原料中包括季戊四胺，采用先聚合成具有直链段结构的聚酰胺预聚物，并进行封端，然后通过酰胺化将直链段接到季戊四胺上，制备得到具有四臂星形结构的长链聚酰胺聚合物，本专利技术提供的方法具有很好的可控性强和可操作性，制备得到的产物具有更加优异的性能，并适合工业化生产。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种四臂星形结构长链聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)在惰性气体氛围下将二元胺、长链二元酸、第一催化剂加入到水中，配制成尼龙盐溶液并调节溶液pH至7
‑
8.5，然后加入封端剂；优选的，所述二元胺为戊二胺、己二胺、癸二胺、十二碳二元胺中的至少一种；所述长链二元酸为癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸和十八烷二酸中的一种或几种，优选为癸二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸中的至少一种；所述封端剂为一元酸，所述一元酸为醋酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、苯乙酸中的至少
一种；
[0009](2)对尼龙盐溶液进行加热，使反应体系内压力升至0.3～3.2Mpa，排气，保压，使保压结束时反应体系的温度为232～270℃，再降压使反应体系内压力降至表压为0～0.2MPa，降压结束后反应体系的温度为230～300℃；常压反应10
‑
120min后，得到聚酰胺预聚物；
[0010](3)将聚酰胺预聚物溶于溶剂中形成均匀的溶液后，加入季戊四胺、第二催化剂，将溶液转移至反应釜内进行密封，升温至160
‑
180℃进行反应30
‑
120min，得到四臂星形结构长链聚酰胺。优选的，所述溶剂为四氢呋喃、丙酮或环己酮。所述聚酰胺预聚物溶于溶剂中形成均匀的溶液中聚酰胺预聚物的浓度为20％～60％。
[0011]作为优选的技术方案，所述第一催化剂和第二催化剂各自独立的选自亚磷酸、次磷酸钠、次磷酸锌、次磷酸钙、次磷酸钾中至少一种。
[0012]作为优选的技术方案，所述二元胺、长链二元酸、封端剂、季戊四胺的摩尔比为(6
‑
15)：(6
‑
15)：(0.002
‑
0.006)：(0.2
‑
0.5)。
[0013]上述合成四臂星形结构长链聚酰胺的步骤分为以下四个阶段：
[0014]第一阶段是二元胺、长链二元酸反应生成尼龙盐：
[0015]H2N
‑
(CH2)n
‑
NH2+HOOC
‑
(CH2)n
‑
COOH＝H3N
+
‑
(CH2)n
‑
N
+
H3O
‑
OC
‑
(CH2)n
‑
COO
‑
[0016]第二阶段是加入封端剂将尼龙盐一侧的端氨基封端：
[0017]R
‑
COOH+H3N
+
‑
(CH2)n
‑
N
+
H3O
‑
OC
‑
(CH2)n
‑
COO
‑
＝R
‑
COO
‑
H3N
+
‑
(CH2)n
‑
N
+
H3O
‑
OC
‑
(CH2)n
‑
COOH
[0018]第三阶段是预聚成聚酰胺预聚物：
[0019]aR
‑
COO
‑
H3N
+
‑
(CH2)n
‑
N
+
H3O
‑
OC
‑
(CH2)n
‑
COOH＝aR
‑
COH2N
‑
(CH2)n
‑
NH2OC
‑
(CH2)n
‑
COOH+2aH2O
[0020]第四阶段是加入季戊四胺酰胺化合成四臂结构：
[0021]4aR
‑
COH2N
‑
(CH2)n
‑
NH2OC
‑
(CH2)n
‑
COOH+aC(CH2‑
NH2)4＝a(R
‑
COH2N
‑
(CH2)n
‑
NH2OC
‑
(CH2)n
‑
CONH2CH2)4C+4aH2O
[0022]本专利技术还提供了一种四臂星形结构长链聚酰胺，所述四臂星形结构长链聚酰胺是采用如上述所述的制备方法制备所得。
[0023]与现有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
[0024](1)本专利技术使用的合成原料中包括季戊四胺，采用先聚合成具有直链段结构的聚酰胺预聚物，并进行封端，然后通过酰胺化将直链段接到季戊四胺上，制备得到具有四臂星形结构的长链聚酰胺聚合物，本专利技术提供的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四臂星形结构长链聚酰胺的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在惰性气体氛围下将二元胺、长链二元酸、第一催化剂加入到水中，配制成尼龙盐溶液并调节溶液pH至7
‑
8.5，然后加入封端剂；(2)对尼龙盐溶液进行加热，使反应体系内压力升至0.3～3.2Mpa，排气，保压，使保压结束时反应体系的温度为232～270℃，再降压使反应体系内压力降至表压为0～0.2MPa，降压结束后反应体系的温度为230～300℃；常压反应后得到聚酰胺预聚物；(3)将聚酰胺预聚物溶于溶剂中形成均匀的溶液后，加入季戊四胺、第二催化剂，将溶液转移至反应釜内进行密封，升温至160
‑
180℃反应，得到四臂星形结构长链聚酰胺。2.根据权利要求1所述的四臂星形结构长链聚酰胺的制备方法，其特征在于：所述尼龙盐溶液的质量浓度为40～75％。3.根据权利要求1所述的四臂星形结构长链聚酰胺的制备方法，其特征在于：所述二元胺为戊二胺、己二胺、癸二胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵威，孙刚伟，
申请(专利权)人：会通新材料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：