本體熔融狀態(tài)下縮聚成聚酰胺1012系共聚物;再者,本申請(qǐng)的聚酰胺1012系共聚物的拉 伸斷裂強(qiáng)度在20.0 MPa以上,斷裂伸長(zhǎng)率在750%以上,邵氏硬度在25D以上。此外PA1012原 料可以使用正構(gòu)烷烴發(fā)酵法制的十二烷基二酸以及來源于蓖麻油的癸二胺,成本較低,且 利用了可再生資源,有利于產(chǎn)品的推廣。
[0070] 另一方面,本申請(qǐng)的聚酰胺1012系共聚物的制備方法,可以是兩步法,也可以是一 步法。
[0071] 采用兩步法的方法,包括如下步驟:
[0072] (1)將十二烷基二元酸、癸二胺置于反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng),制備得到羧基封端 或氨基封端的聚酰胺1012嵌段,其中,在聚合反應(yīng)過程中,加入用于調(diào)節(jié)分子量的二元酸或 二元胺;
[0073] (2)在步驟(1)所得的聚酰胺1012嵌段中加入聚醚或聚酯,同時(shí)加入縮聚催化劑, 保持在20-1000Pa的真空度、反應(yīng)溫度在150-300°C的熔融狀態(tài)下進(jìn)行共聚反應(yīng),制備得到 聚酰胺1012系共聚物。
[0074] 某些實(shí)施方式,在步驟(1)中,將十二烷基二元酸、癸二胺以及用于調(diào)節(jié)分子量的 二元羧酸置于反應(yīng)容器內(nèi),在反應(yīng)溫度為180_320°C、反應(yīng)壓力為2-6MPa的條件下反應(yīng)1-4h,制備得到羧基封端或氨基封端的聚酰胺1012嵌段。優(yōu)選的,反應(yīng)溫度為200-300°C,反應(yīng) 壓力為3_4MPa。
[0075] 在步驟(1)中,聚合反應(yīng)結(jié)束之后,緩慢降低反應(yīng)容器的壓力至常壓,繼而保持反 應(yīng)溫度不變抽真空達(dá)到20-1000Pa,經(jīng)過lh除去反應(yīng)體系中的水。
[0076] 在步驟(2)中,聚醚/聚酯、或縮聚催化劑可以一次性投入或者分多步投入。
[0077] 某些實(shí)施方式中,在步驟(2)中,反應(yīng)溫度在200-300 °C之間。
[0078] 在步驟(2)中,優(yōu)選的實(shí)施方式是,先加入聚醚或聚酯,聚醚或聚酯的末端基團(tuán)與 與聚酰胺嵌段的末端基團(tuán)反應(yīng)、并生成水,通過高溫蒸餾從反應(yīng)物中去除盡可能多的水;隨 后加入縮聚催化劑以獲得高分子量的聚酰胺1012系嵌段共聚物。
[0079]縮聚催化劑是指使得聚酰胺嵌段以及軟段嵌段更容易進(jìn)行聚合反應(yīng)的任何化合 物及其混合物,可以為本領(lǐng)域所公開所有能實(shí)現(xiàn)上述目的的縮聚催化劑。
[0080] 所述的縮聚催化劑包括含有鈦、鋯、鉿的金屬衍生物,以M(0R)4表示。其中Μ代表上 述金屬原子,且R可以相同或不同,代表具有1-24個(gè)碳原子的烷基,它可以是線型的或者支 鏈的。例如R包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、乙基己基。這類縮聚催化劑實(shí)例為Ti (0C2H5)4、Ti(0C3H7)4、Ti(0C4H9)4、Zr(0C 2H5)4、Zr(0C4H9)4、Zr(0C6H 13)4。用于縮聚反應(yīng)的催化 劑可以僅由上述金屬衍生物中的一種或者多種組成。
[0081] 采用一步法的制備方法,包括如下步驟:
[0082] 將十二烷基二元酸、癸二胺、用于調(diào)節(jié)分子量的二元羧酸/二元胺、軟段、以及縮聚 催化劑置于反應(yīng)容器內(nèi),在溫度180°C_320°C、壓力l-10MPa的條件下反應(yīng),得到聚酰胺1012 系共聚物。
[0083] -步法反應(yīng)中,反應(yīng)結(jié)束后,隨后緩慢降低反應(yīng)容器的壓力至常壓,繼而保持反應(yīng) 溫度不變抽真空達(dá)到20-lOOOPa,經(jīng)過2-4h除去反應(yīng)體系中的水,獲得聚酰胺1012系共聚 物。
[0084] 某些實(shí)施方式,將十二烷基二元酸、癸二胺、用于調(diào)節(jié)分子量的二元羧酸、聚醚二 元醇軟段、以及縮聚催化劑置于反應(yīng)容器內(nèi),在溫度180°C-300°C、壓力1-10的條件下反應(yīng) 2-6h,當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力恒定之后,逐漸在lh之內(nèi)緩慢降低壓力至大氣壓,隨后使得反應(yīng)容器 保持在20-1000Pa的真空度進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)2-3h,得到聚酰胺1012系共聚物。
[0085] 某些實(shí)施方式,將十二烷基二元酸、癸二胺、用于調(diào)節(jié)分子量的二元羧酸、聚醚二 元胺軟段、以及縮聚催化劑置于反應(yīng)容器內(nèi),在溫度180°C-300°C、壓力1-10的條件下反應(yīng) 2-6h,當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力恒定之后,逐漸在lh之內(nèi)緩慢降低壓力至大氣壓,隨后使得反應(yīng)容器 保持在20-1000Pa的真空度進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)2-3h,得到聚酰胺1012系共聚物。
[0086] 某些實(shí)施方式中,將十二烷基二元酸、癸二胺、用于調(diào)節(jié)分子量的二元羧酸、聚酯 二元醇軟段、以及縮聚催化劑置于反應(yīng)容器內(nèi),在溫度180°C-30(TC、壓力1-10的條件下反 應(yīng)2-6h,當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力恒定之后,逐漸在lh之內(nèi)緩慢降低壓力至大氣壓,隨后使得反應(yīng)容 器保持在20-1000Pa的真空度進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)2-3h,得到聚酰胺1012系共聚物。
[0087]某些實(shí)施方式中,一步法制備聚酰胺1012系共聚物的方法中,反應(yīng)溫度為200°C-300 °C,更優(yōu)選250 °C -280 °C。
[0088]某些實(shí)施方式中,一步法制備聚酰胺1012系共聚物的方法中,壓力為4_8MPa,更優(yōu) 選4-6MPa。
[0089 ]可以在本申請(qǐng)的共聚物中加入光穩(wěn)定劑、抗氧劑、填料、顏料、染料。
[0090] 本申請(qǐng)中原料十二烷基二元酸和癸二胺的用量,本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)所要得到 的聚酰胺硬段的量、以及末端基團(tuán)含量來決定。
[0091] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)為:基于聚酰胺1012硬段的長(zhǎng)碳鏈聚酰胺彈性體 的性能與聚酰胺12或者聚酰胺11的長(zhǎng)碳鏈聚酰胺彈性體的性能相當(dāng),但是,聚酰胺1012嵌 段的原料成本低,聚合工藝要求低于陰離子聚合以及溶液聚合方法。
[0092]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0093] 實(shí)施例1
[0094]在反應(yīng)容器中加入7.20g十二烷基二元酸以及2.59g癸二胺,用氮?dú)饬髦脫Q反應(yīng)容 器內(nèi)的空氣5min,在氮?dú)饬鞣諊录訜岬?60°C,40min之后關(guān)閉氮?dú)饬?。保持反?yīng)容器處于 密閉狀態(tài),在260°C反應(yīng)2h。隨后抽真空降低容器內(nèi)壓力,恒壓30min,隨后停止抽真空。向反 應(yīng)容器內(nèi)加入10.68g聚四氫呋喃二醇PTMEG2000,四異丙氧基鈦0.005g。在氮?dú)夥諊录訜?至|J260°C之后攪拌30min,隨后抽真空逐漸降低反應(yīng)容器內(nèi)的壓力至400Pa,恒壓反應(yīng)6h后放 料。產(chǎn)物相對(duì)粘度為0.11dL/g,拉伸強(qiáng)度35.2MPa,斷裂伸長(zhǎng)率1250%,邵氏硬度40D。
[0095]對(duì)所得到的樣品進(jìn)行DSC測(cè)試、拉伸試驗(yàn)以及彈性模量試驗(yàn),所得結(jié)果如附圖1、2、 3所示。
[0096]圖1顯示了其差示掃描量熱法DSC曲線,降溫以及升溫速率為10°C/min,樣品1的聚 集態(tài)結(jié)構(gòu)具有典型的熱塑性彈性微相分離現(xiàn)象,在降溫曲線中PA1012硬段的結(jié)晶溫度 136.5°C,PA1012硬段結(jié)晶溫度高有利于加工過程中制件的成型,聚四氫呋喃軟段的結(jié)晶溫 度為-2.7Γ;第二次升溫曲線中,聚四氫呋喃軟段的融化溫度為12.2°C,PA1012硬段熔點(diǎn)為 177.5 °C,這使得該樣品具有較高的熱穩(wěn)定性。
[0097]圖2顯示了其工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線,橫坐標(biāo)為伸長(zhǎng)率,縱坐標(biāo)為拉伸強(qiáng)度,其應(yīng)力-應(yīng)變曲線上并沒有出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn),說明該樣品屬于典型的彈性體。其本體強(qiáng)度為 35.2MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為1250%,這說明該樣品具有其優(yōu)良的拉伸性能,是一種高強(qiáng)高韌材 料。
[0098]圖3顯示了其動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析DMTA曲線,說明其彈性模量G'與溫度之間的關(guān)系。-25°C之時(shí),G'為393MPa,0°C之時(shí),G'為208MPa,25°C之時(shí),G'為77MPa,125°C之時(shí),G'為 35MPa。該樣品在低溫下也具備較好的彈性,在高溫下還能保持一定的彈性模量,使用溫度 寬。
[0099] 實(shí)施例2
[0100]在反應(yīng)容器中加入7.20g十二烷基二元酸以及2.59g癸二胺,用氮?dú)饬髦脫Q反應(yīng)容 器內(nèi)的空氣5min,在氮?dú)饬鞣諊录訜岬?60°C,40min之后關(guān)