一种由端酯基链支化剂引发合成支化聚酰胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种由端酯基链支化剂引发合成支化聚酰胺的方法，该方法先将氨基酸单体和官能团度≥3的端酯基链支化剂溶解于水中，得到第一混合物；将第一混合物升温至100~200℃，端酯基链支化剂与氨基酸单体进行酰胺化反应，卸压处理后得到第二混合物；将第二混合物进行缩合聚合反应，得到支化聚酰胺。与现有支化聚酰胺技术相比，该合成方法工艺简单可控，且所得的支化聚酰胺具有力学性能好、流动性高和热稳定性优良等特点，本发明专利技术反应速率加快，减少了产品的生产周期，有利于企业发展，所得产品纯度高，大大增加了其应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该方法先将氨基酸单体和官能团度≥3的端酯基链支化剂溶解于水中，得到第一混合物；将第一混合物升温至100~200℃，端酯基链支化剂与氨基酸单体进行酰胺化反应，卸压处理后得到第二混合物；将第二混合物进行缩合聚合反应，得到支化聚酰胺。与现有支化聚酰胺技术相比，该合成方法工艺简单可控，且所得的支化聚酰胺具有力学性能好、流动性高和热稳定性优良等特点，本专利技术反应速率加快，减少了产品的生产周期，有利于企业发展，所得产品纯度高，大大增加了其应用。【专利说明】
本专利技术聚酰胺的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
支化聚酰胺是一类具有支链结构的聚酰胺材料，按支链结构的不同，可分为星型支化、树形支化和超支化三大类。由于支化聚酰胺独特的分子结构，使得其在加工流变、溶解分散等方面有着显著的优势，因此，有关支化聚酰胺的合成和改性研究成为了聚酰胺材料领域的一个热点。目前，支化聚酰胺一般由端胺基或端羧基链支化剂与单体聚合制备而成，如P. J. Flory在J. Am. Chem. Soc. 70 (1948)中描述：一种由己内酰胺和链支化剂环己酮四丙酸通过聚合反应形成星形支化聚酰胺的方法，该方法使用的多元羧酸链支化剂在聚合反应过程中容易发生分解和交联反应，很难形成高分子量的支化聚酰胺；又如Warakomski在Chem. Mater. 1992,4,1000-1004 (1992)中描述：一种由聚乙烯亚胺dendrimer链支化剂引发支链形成星形支化聚酰胺的方法，该方法中聚乙烯亚胺dendrimer链支化剂在聚合反应过程中对反应条件要求苛刻，且存在反应速度慢、后期氢氯化物除去困难和支化聚酰胺易氧化分解等缺点。另外，反应速度慢会导致产品生产周期加长，不利于企业发展；后期氢氯化物除去困难使得所得产品杂质含量高，无法满足客户需求；支化聚酰胺易氧化分解使得支化聚酰胺在后续加工改性过程中难以克服工艺稳定性差、色差过大难于配色等问题，从而大大限制了其应用及拓展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种由端酯基链支化剂引发合成支链聚酰胺的方法，该合成方法工艺简单可控，且所得的支化聚酰胺具有力学性能好、流动性高和热稳定性优良等特点。为了解决现有技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现。，包括以下步骤： O将氨基酸单体、端酯基链支化剂按重量比为氨基酸单体：端酯基链支化剂=(0.05~10) :100溶解于水中，得到第一混合物； 2)将第一混合物升温至10(T20(TC，控制压力为O.1-lMpa，端酯基链支化剂与氨基酸单体进行酰胺化反应，反应f8h后，进行卸压处理，得到第二混合物； 3)对第二反应物进行加热升温，然后抽真空处理O.5~4h，控制温度为20(T3(KrC、真空度为-0.05^-0. 09Mpa，第二混合物进行缩聚反应，反应O. 5飞h后，得到支化聚酰胺。所述方法还包括步骤： 4)将步骤3)所得的支化聚酰胺进行冷却、拉丝、切粒，然后在8(noo°c的温度下水煮8~24h，再在真空度为-0.02^-0. 08Mpa、温度为8(T200°C的条件下干燥4~24h。所述端酯基链支化剂的结构简式为通式I所示： X- (Y-Z) n(I)； I式中，X为苯环基、三聚氰胺基、己二胺基或乙二胺基； Y为碳原子数在2飞之间的饱和脂肪族烷基； Z为甲酯基、乙酷基或丁酷基； n=3~16。所述端酯基链支化剂的官能团度> 3。所述氨基酸单体选自氨基戊酸、氨基己酸、氨基十一酸和氨基十二酸中的任一种或几种的组合。本专利技术选用官能团度大于或等于3的活性端酯基分子作为引发剂，该引发剂分子上的端酯基可先与氨基酸单体进行酰胺化反应形成具有一定分子量的端羧基支化聚酰胺预聚体，然后再进行缩聚反应形成以引发剂分子为核心、单体分子为增长链的高度支化聚酰胺。该种支化聚酰胺在熔体状态时具备远小于由相同结构单元组成的线性高分子的流体力学体积，表现出低粘度和高流动性特性。另外，本专利技术先生成的具有一定分子量的支化聚酰胺预聚体在后续缩聚反应中具有良好的化学稳定性和反应活性，难于发生分解等副反应，从而赋予所得的支化聚酰胺良好的流变稳定性和热稳定性。因此，本专利技术制备的支化聚酰胺在高填充改性过程中有着天然的加工优势，其即能够满足快速成型、高强高韧和制品薄壁小型化的要求，同时也具有良好的流变稳定性和热稳定性，使其在加工过程中具备更好的工艺稳定性和配色效果。此外，本专利技术合成方法工艺简单可控，反应速率的加快减少了产品的生产周期，有利于企业发展，所得产品纯度高，大大增加了其应用。【具体实施方式】本专利技术揭示了，包括以下步骤： O将氨基酸单体、端酯基链支化剂按重量比为氨基酸单体：端酯基链支化剂=(0.05^10):100溶解于水中，得到第一混合物，为了所得产品具有更低的粘度和更高的流动性，所述氨基酸单体、端酯基链支化剂的重量比优选（O. 5^5) : 100，端酯基链支化剂优选官能团度> 3的端酯基链支化剂，其中，水仅作为溶剂用，对于其用量并无限定，作为一种【具体实施方式】，以氨基酸单体重量份数100份为基准，可取10重量份的水； 2)将第一混合物升温至10(T20(TC，控制反应压力为O.f IMpa，端酯基链支化剂与氨基酸单体进行酰胺化反应，反应f 8h后，进行卸压处理，得到第二混合物，卸压处理可除去水和醇类产物，从而提高第二混合物的纯度。该步骤2)更具体的操作过程为：将第一混合物置于反应釜内，关紧加料盖，用高纯氮气充压使釜内压力为O. 2^0. 5Mpa，打开卸压阀抽真空，使釜压降至-0.03~-0.05Mpa，如此操作数次，再通高纯氮气至O. flMpa，关紧排气阀；然后将反应釜进行加热升温，当温度达到80°C左右时，开启搅拌，搅拌速率控制在6(T240rpm之间，再继续升温，温度升至10(T20(TC时，保持该温度，使端酯基链支化剂与氨基酸单体进行酰胺化反应，反应f8h后，进行卸压处理以除去水和醇类产物，得到第二混合物； 3)对第二反应物进行加热升温，然后抽真空处理O.5~4h，控制温度为20(T3(KrC、真空度为-0.05~-0.09Mpa，第二混合物进行缩聚反应，反应为2~8h，反应后得到支化聚酰胺； 4)将步骤3)所得的支化聚酰胺树脂进行冷却、拉丝、切粒，该冷却、拉丝和切粒工艺为本领域常规工艺，因此没有一一赘述，然后在80-100?的温度下水煮8~24h，再在真空度为-0.02-0. 08Mpa、温度为8(T20(TC的条件下干燥4~24h。作为本专利技术更优选的一种实施方式，水煮温度为9(Tl00°C、水煮时间为12~20h，干燥温度为8(Tl50°C、干燥真空度为-0.03~-0.06Mpa、干燥时间为10~20h。本专利技术中端酯基链支化剂的结构简式为通式I所示： X- (Y-Z) η(I)； I式中，X为苯环基、三聚氰胺基、己二胺基或乙二胺基； Y为碳原子数在2飞之间的饱和脂肪族烷基； Z为甲酯基、乙酷基或丁酷基； η=3~16。作为更优选的一种实施方式，I式中，X为三聚氰胺基或己二胺基；Y为乙烷基；Z为甲酯基，即端酯基链支化剂为采用三聚氰胺与丙烯酸甲酯进行完全迈克尔加成反应而得到的端酯基六臂支化化合物（链支化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由端酯基链支化剂引发合成支化聚酰胺的方法，包括以下步骤：1）将氨基酸单体、端酯基链支化剂按重量比为氨基酸单体：端酯基链支化剂=（0.05~10）：100溶解于水中，得到第一混合物；2）将第一混合物升温至100~200℃，控制反应压力为0.1?1Mpa，端酯基链支化剂与氨基酸单体进行酰胺化反应，反应1~8h后，进行卸压处理，得到第二混合物；3）对第二反应物进行加热升温，然后抽真空处理0.5~4h，控制温度为200~300℃、真空度为?0.05~?0.09Mpa，第二混合物进行缩聚反应，反应2~8h后，得到支化聚酰胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭东，马筱骊，张逢君，
申请(专利权)人：清远市威仕泽科技孵化器有限公司，
类型：发明
国别省市：