[发明专利]一种利用活化剂引发内酰胺单体聚合生成聚酰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用活化剂引发内酰胺进行阴离子开环聚合反应生成聚酰胺(尼 龙)的制备方法，合成制备的聚酰胺主要为铸型尼龙，其应用领域广泛，主要应用于汽车工 业、机械制造业等等。

背景技术

聚酰胺(PA)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，并于1939年实现工业 化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成 本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润 滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，被广泛用于汽车工业、电气电子工业、交 通运输业、机械制造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。

用于内酰胺合成聚酰胺的活化剂有多种，比如目前已知的合成铸型尼龙所使用的 活化剂有2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、己二异氰酸酯(HDI)、二苯甲烷二异氰酸酯 (MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)以及三苯甲烷三异氰酸酯(JQ—1胶)。

上述这些活化剂均为异氰酸酯类，还未见使用卤代苯砜类的活化剂引发内酰胺进 行阴离子开环聚合反应生成聚酰胺的报道。

发明内容

本发明的目的是为了完善合成聚酰胺的活化剂种类，提供一种以内酰胺单体为原 料，采用活化剂引发内酰胺单体聚合生成聚酰胺的制备方法，该制备方法中所使用的活化 剂具有低毒、容易存储和运输、方便使用的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：

一种利用活化剂引发内酰胺聚合生成聚酰胺的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)将反应物内酰胺单体与活化剂放入反应容器中，加热至150-180℃、搅拌，使内 酰胺单体和活化剂的混合物熔融，抽真空脱水，抽真空时间至少为30min，所用的所述活化 剂为具有至少一个卤素官能团的卤代苯砜；

(2)在步骤(1)中的混合物中快速加入用于活化阴离子聚合的催化剂后，加热至 150-180℃，反应10-40min，得到具有黏度的预聚物，所用的所述催化剂为能够作为阴离子 聚合的引发剂的碱；

(3)将具有黏度的预聚物倒入150-180℃的制备聚酰胺板材的模具中，保温20- 60min，待模具的温度降低至100℃以下时，开模即得制品聚酰胺。

步骤(1)中，加入的所述活化剂与所述内酰胺单体的摩尔比为0.003-0.005：1，步 骤(2)中，加入的所述催化剂与所述活化剂的摩尔比为2-8：1。

步骤(1)中，所述内酰胺单体为能够通过阴离子开环聚合而聚合成聚酰胺的内酰 胺单体。

步骤(1)中，所述内酰胺单体为己内酰胺、辛内酰胺或者十二内酰胺。

步骤(1)中，所述活化剂优选为卤素官能团在间位或者对位的二卤代苯砜化合物。

步骤(1)中，所述活化剂为4,4-二氯二苯砜或者二溴二苯砜。

步骤(2)中，所述催化剂为碱性钠化合物或者醇钠。

所述催化剂优选为氢氧化钠、氢化钠和甲醇钠。

本发明一种以内酰胺单体为原料、进行阴离子开环聚合反应生成聚酰胺的制备方 法，发现可将卤代苯砜用作活化剂，引发内酰胺单体进行阴离子开环聚合生成聚酰胺，该制 备方法简单，适合工业化生产，制备得到的聚酰胺，其拉伸强度、拉伸弹性模量以及耐热性 得到了大幅度改善。采用的卤代苯砜这类活化剂为低毒的固体小分子化合物，容易存储和 运输，使用方便、安全，且使用该类活化剂也能用于合成较高分子量的聚酰胺。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐 述。

实施例一

按以下步骤制备聚酰胺：

(1)将200g反应物己内酰胺与1.88g活化剂4,4-二氯二苯砜放入玻璃试管中，加热 至180℃，磁力搅拌，使己内酰胺和4,4-二氯二苯砜熔融，并抽真空脱水，其中抽真空的时间 为30min。

(2)迅速加入1.05g催化剂氢氧化钠，并在180℃、磁力搅拌的条件下，继续抽真空 反应15min进行预聚，其中活化剂与催化剂的摩尔比为1:4。

(3)将具有一定黏度的预聚物倒入180℃的制备聚酰胺板材的模具中保温40min， 关闭加热，待模具的温度降低至100℃以下，开模即得制品聚酰胺。