專利名稱：高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺－6伸直鏈晶體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺-6伸直鏈晶體的制造方法，屬高分子材料加工與應(yīng)用領(lǐng)域。
高分子材料的實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度值，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不規(guī)整性。多種高聚物熔體結(jié)晶能生成規(guī)整的伸直鏈晶體，從而大幅度提高其材料強(qiáng)度。Gogolweski等進(jìn)行過(guò)聚酰胺-6在高壓下結(jié)晶行為的研究工作(Polymer,1973,4)，結(jié)果表明，聚酰胺-6在0.65-0.8GPa壓力范圍內(nèi)，等溫結(jié)晶50小時(shí)，生成了伸直鏈晶體。生成的聚酰胺-6伸直鏈晶體的熔融熱為154.8J/g，遠(yuǎn)高于折疊鏈晶體的熔融熱62.8J/g，分析伸直鏈晶體在生成過(guò)程中可以看出，生成伸直鏈晶體的條件十分苛刻，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺-6伸直鏈晶體的制造方法，其特點(diǎn)是將少量液晶聚合物加入聚酰胺-6中，去誘導(dǎo)聚酰胺-6的結(jié)晶過(guò)程，能夠起到異相成核作用，促使聚酰胺-6大分子在晶核上規(guī)整排列，生長(zhǎng)成伸直鏈晶體。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，其中所述原料份數(shù)除特殊說(shuō)明外，均為重量份數(shù)。
高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺-6伸直鏈晶體的制造方法1．在100份聚酰胺-6中加入液晶聚合物1～5份，然后將混煉室溫度升至250℃，加入液晶聚合物和聚酰胺-6于混煉機(jī)內(nèi)混煉15分鐘、使液晶聚合物充分、均勻地分散在聚酰胺-6中。
2．將上述混合均勻的物料封裝入高壓模具型腔內(nèi)，加熱升溫至250～280℃，使其充分熔融，保溫10～20分鐘后，施加壓力0.2～0.4GPa，并恒溫恒壓10～30分鐘，切斷加熱電源，在恒壓下自然冷卻至40℃，卸壓取出制品含伸直鏈晶聚酰胺-6。
聚酰胺-6中加入的液晶聚合物為聚對(duì)羥基苯甲酸酯/對(duì)苯二甲酸乙二酯，非全芳香共聚酯，芳香族聚酸胺，共聚芳酯(Xydar)和/或含萘共聚芳酯(Vectra)中至少一種。
獲得的聚酰胺-6伸直鏈晶體的熔融熱為90.5J/g，在同樣條件的空白(未加入液晶聚合物)試驗(yàn)，聚酰胺-6的熔融熱為64.2J/g，在常壓下的空白試驗(yàn)，聚酰胺-6的熔融熱為57.7J/g。試樣的熔融熱與聚酰胺-6 完全結(jié)晶時(shí)的熱焓(ΔHf=190.6J/g)之比，即為試樣的結(jié)晶度，加有液晶的試樣熔融熱的大幅度提高，表明其結(jié)晶度升高，模量和強(qiáng)度也相應(yīng)的增高。
加有液晶的結(jié)晶試樣，經(jīng)電子顯微鏡(TEM)測(cè)得片晶厚度為1000埃，在同樣條件的空白試樣的試驗(yàn)經(jīng)TEM測(cè)得片晶厚度為500埃，常壓下的空白試驗(yàn)的試樣經(jīng)TEM測(cè)得片晶厚度為70埃，0.4GPa壓力下，液晶誘導(dǎo)結(jié)晶的聚酰胺-6試樣的廣角X-射線衍射(WAXD)雙衍射峰的強(qiáng)度比為4.2,Gogolewski等對(duì)含伸直鏈的聚酰胺-6試樣進(jìn)行WAXD分析所得雙衍射峰的強(qiáng)度比為2.0，這說(shuō)明在本發(fā)明使用的緩和條件下生成了伸展程度更高的聚酰胺-6伸直鏈晶體。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，高聚物的結(jié)晶過(guò)程是由兩階段構(gòu)成即晶核的生成和晶粒的生長(zhǎng)，首先是由大分子鏈段構(gòu)成有序的晶核，然后大分子在晶核上規(guī)整排列，生長(zhǎng)成晶體。液晶聚合物在其呈液晶態(tài)的溫度范圍內(nèi)，大分子呈有序排列狀態(tài)，分散于聚酰胺-6基體中的液晶聚合物相當(dāng)于一個(gè)已生成的晶核，聚酰胺-6大分子可以在其晶核周圍規(guī)整排列，在高壓的作用下，生成伸直鏈晶體。
結(jié)晶過(guò)程所控制的主要工藝參數(shù)是壓力、溫度和時(shí)間，由于液晶聚合物的加入，降低了結(jié)晶過(guò)程第一階段即成晶核過(guò)程的動(dòng)力學(xué)要求，因而在設(shè)定的結(jié)晶溫度下，在較低的壓力和較短的時(shí)間內(nèi)生成聚酰胺-6伸直鏈晶體。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1．由于聚酰胺-6中引入液晶聚合物，大大降低了生成聚酰胺-6伸直鏈晶體的壓力，從Gogolewski等法的0.65～0.8GPa下降壓0.2～0.4GPa，(即24500～39200N)，時(shí)間由50小時(shí)減少至10～30分鐘?？s短了生產(chǎn)周期，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
2．提高了高分子鏈的有序排列和幾何均勻性，增加了結(jié)晶度，相應(yīng)的提高了模量和強(qiáng)度，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
3．減少了能源消耗。有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
實(shí)施例1．在100份聚酰胺-6中加入聚對(duì)羥基苯甲酸酯/對(duì)苯二甲酸乙二酯1份，按重量比稱取液晶聚物合和聚酰胺-6，在250℃使其熔融混合。再將混合均勻的物料封裝入高壓模具型腔內(nèi)，加溫至260℃保溫10分鐘，使其充分熔融后，施加壓力至0.4GPa，恒溫恒壓15分鐘，切斷加熱電源，在恒壓下自然冷卻至40℃卸壓取出制品為含伸直鏈晶體聚酰胺-6。
2．在100份聚酰胺-6中加入聚對(duì)羥苯甲酸酯/對(duì)苯二甲酸乙二酯3份，其制備工藝及工藝參數(shù)同實(shí)施例1，同樣制得含伸直鏈晶體聚酰胺-6。
3．在100份聚酰胺-6加入芳香族聚酰胺1份；壓力為0.2GPa，其制備工藝及工藝參數(shù)同實(shí)施例1，同樣制得含伸直鏈晶體聚酰胺-6。
權(quán)利要求
1．高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺-6伸直鏈晶體的造成方法，其特征在于(1)在100份聚酰胺-6中加入液晶聚合物1～5份，然后將混煉室溫度升至250℃，加入液晶聚合物和聚酰胺-6于混煉機(jī)內(nèi)混煉15分鐘，使液晶聚合物充分、均勻地分散在聚酰胺-6中。(2)將上述混合均勻的物料封裝入高壓模具型腔內(nèi)，加熱升溫至250～280℃，使其充分熔融，保溫10～20分鐘后，施加壓力0.2～0.4GPa，并恒溫恒壓10～30分鐘，切斷加熱電源，在恒壓下自然冷卻至40℃，卸壓取出制品為含伸直鏈晶體聚酰胺-6。
2．按照權(quán)利要求1所述高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺-6伸直鏈晶體的制造方法，其特征在于聚酰胺-6中加入的液晶聚合物為聚對(duì)羥基苯甲酸酯/對(duì)苯二甲酸乙二酯，非全芳香共聚酯，芳香族聚酰胺，共聚芳酯和/或含萘共聚芳酯至少一種。
全文摘要
高壓下液晶誘導(dǎo)聚酰胺－6伸直鏈晶體的制造方法,其特點(diǎn)是將少量液晶聚合物加入聚酰胺－6中,去誘導(dǎo)聚酰胺－6的結(jié)晶過(guò)程,能起到異相成核作用,促使聚酰胺－6大分子在晶核上規(guī)整排列,生長(zhǎng)成伸直鏈晶體。由于液晶聚合物的引入,降低了生成晶核過(guò)程的動(dòng)力學(xué)要求,因而在設(shè)定的結(jié)晶溫度下,在較低的壓力0.2～0.4GPa和較短時(shí)間10～30分鐘內(nèi)生成伸直鏈晶本聚酰胺－6。大大節(jié)約了能耗,有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08J3/00GK1234411SQ9811198
公開(kāi)日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1998年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者黃銳, 呂云偉 申請(qǐng)人:四川聯(lián)合大學(xué)