[发明专利]一种超支化尼龙6的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超支化尼龙6的合成方法。

背景技术

目前，聚酰胺工程塑料的生产和应用有两个急需解决的问题：(1)聚酰胺工程塑料需要很高的分子量，因而具有较高的相对粘度和很小的熔融指数；对于后续的注塑和挤出成型加工来说，提高其在模具内的充填质量和挤出速度是相当困难的。对于生产狭窄或薄的部件或是复杂形状的模塑制品，这一缺陷对部件成品率的影响更为突出，例如随着增强尼龙中玻纤含量增大，材料拉伸强度和弯曲模量提高，加工制品和部件收缩率和翘曲变小，但其熔体流动性差，会增加加工成型时间和成本。(2)对于含有填料或添加剂的混合物，由于其聚酰胺的高相对粘度和低熔融指数，使混合物难以以更均匀和更充分的方式及适宜的速度填充到模具中去，这也限制了添加剂的种类和填料的使用量，分散性难以改善。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种超支化尼龙6的合成方法，它利用树状大分子PAMAM表面丰富的活性较高的端胺基，用己内酰胺单体并加入其它组分与之反应，合成新型超支化树枝状尼龙6，产品具有低的熔体流动指数，易于成型、缩短成型时间、降低能耗、节约成本。

本发明的技术方案是，所述超支化尼龙6的合成方法是通过以下步骤实现的：

(1)配方及用量：

组分：己内酰胺、聚酰胺-胺(PAMAM)、蒸馏水、冰醋酸、己二酰己二胺盐(66盐)、己二酸、己二胺.

用量：按己内酰胺∶蒸馏水的重量比为1000∶20～80确定己内酰胺和蒸馏水的用量，按己内酰胺∶聚酰胺-胺的重量比为1000∶2～15确定聚酰胺-胺的加入量；按己内酰胺∶冰醋酸的重量比为1000∶0.4～3.0确定加入冰醋酸的量；按己内酰胺∶66盐的重量比为1000∶10～50确定加入66盐的量；按己二酸端羧基的摩尔数∶聚酰胺-胺的端胺基的摩尔数之比为1∶1确定加入己二酸的量，己二胺加入的摩尔量与己二酸加入的摩尔量相等；

(2)成盐：将所述用量的己二酸加入聚酰胺-胺中，加入所述量的蒸馏水，在40℃～95℃下搅拌1小时～5小时；然后按量加入己二胺，在40℃～95℃下搅拌1小时～5小时，得到聚酰胺-胺的盐溶液。

(3)投料置换：将所得聚酰胺-胺盐溶液及所述用量的己内酰胺、冰醋酸和66盐投入高压聚合釜中，关紧加料盖，接通该聚合釜的夹套冷却水；用99.9％的氮气充压至聚合釜内压力为0.2MPa～0.5MPa，再打开排气阀使釜内压力降至常压如此连续操作2～3次，以完全排尽聚合釜内的氧，然后关紧排气阀；

(4)水解开环：加热聚合釜至釜内温度为70℃～80℃时，启动搅拌；在搅拌下，经过0.4小时～0.6小时使釜内温度升至200～220℃，釜内压力达到0.3～1.0MPa，反应1小时～4小时，使己内酰胺充分开环；

(5)连续聚合：聚合釜压力维持在0.3～1.5MPa，经0.5小时～5小时使聚合釜内升温至245℃～250℃；釜内温度达到245℃～250℃以后，经20分钟～60分钟缓慢泄压直至釜内压力为常压，釜内温度也升至265℃～280℃；泄压后用99.9％的氮气重新充压至聚合釜内压力为0.1MPa～0.8MPa，控制温度在260℃～285℃，反应1小时～8小时；

(6)平衡出料：将聚合釜内的压力降至常压，再将聚合釜内抽真空，真空度控制在-0.03～-0.08MPa，维持0.5小时～5小时；然后使聚合釜降温，当温度降至230℃～250℃时，打开聚合釜底的出料阀，让产物自然流出，流冷水槽，拉成丝状，剪切成粒状。

以下对本发明做出进一步说明。

本发明所用的聚酰胺-胺(PAMAM)可经常规聚合得到，随着接枝过程步骤的增加有1.0G，1.5G，2.0G，2.5G等代数的差异，也可市购；其它各组分也均有市售。

聚酰胺-胺的公知聚合反应式是：

H₂N[(CH₂)₆NHOOC(CH₂)₄COO]nH+H₂NR’NH₂

-→H₂N[(CH₂)₆NHOOC(CH₂)₄COO]nH₂NR’NH₂