无卤阻燃PA10T力学性能及热稳定性研究

采用一种次膦酸金属盐阻燃剂(FR-Phosphite)对聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)进行阻燃改性。研究了阻燃剂含量对改性PA10T力学性能的影响,并分析了不同阻燃剂含量时阻燃PA10T的热降解行为。结果表明,随着阻燃剂含量的增加,阻燃PA10T材料的拉伸强度呈现先上升后下降的趋势;阻燃剂FR-Phosphite降低了PA10T的初始降解温度。     

耐高温聚酰胺PA10T的GPC测试方法

通过N–酰基化反应对聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)耐高温聚酰胺进行前处理,使其在常温下能够良好地溶解于极性溶剂中,进行凝胶渗透色谱(GPC)测试。研究发现,N–酰基化反应条件为:三氟乙酸酐(TFAA)与PA10T的物质的量之比为2.0、反应时间为24h,可稳定得到接枝率为75%的N–酰基化产物(PA10T-TFAA)。由于PA10T-TFAA在GPC流动相四氢呋喃中的流体力学体积远大于聚苯乙烯标样,导致基于聚苯乙烯校正曲线的GPC测试分子量远高于样品的真实分子量。利用一系列不同分子量的PA10T样品,对GPC进行了宽分布校正。基于新的校正曲线,GPC的测试分子量与样品真实分子量误差可小于4%。结合PA10T分子量与特性黏度,拟合得到了PA10T的Mark-Houwink方程。该方程适用的分子量范围涵盖了所有商品化的PA10T产品,对于科学研究与生产实践具有重要的指导意义。     

无卤阻燃增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)阻燃性能研究

采用一种次膦酸金属盐阻燃剂(FRP)对增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)进行阻燃改性。通过垂直燃烧法考察了不同阻燃剂含量下体系的阻燃性,运用极限氧指数仪测试了不同阻燃剂含量下体系的极限氧指数(LOI),并对体系燃烧后的残炭进行扫描电镜分析。结果表明,随着FRP添加量的增加,体系燃烧后的残炭量增加,炭层也变得更加致密,越容易通过UL94阻燃性测试。     

基于PA10T的生物基耐高温聚酰胺的合成

采用生物基单体2,5–呋喃二甲酸(FDCA)作为第三单体,与癸二胺、对苯二甲酸(PTA)进行共聚合,合成了相对于聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)(55.6%)具有更高生物基含量的聚对苯二甲酰癸二胺/聚呋喃二甲酰癸二胺(PA10T/10F)共聚物(61.6%)。采用核磁共振波谱(NMR)技术表征了共聚物的结构,明确了共聚合过程中FDCA发生了脱羧反应,导致预聚物端基失衡、增黏产物黏度较低。研究了预聚合温度、排水量、固相增黏温度和氮气流速等反应条件对共聚物结构的影响,确定较优的聚合反应条件为:预聚合温度225℃、排水量70 g、增黏温度235℃以及氮气流速≥0.2 L/min。同时研究了聚合条件对共聚物颜色的影响。     

耐高温PA10T/11共聚尼龙的合成与表征

以癸二胺、对苯二甲酸和氨基十一酸为单体,水为溶剂,通过高温熔融缩聚合成了PA10T/11共聚尼龙.采用特性黏度测试、傅里叶红外光谱、差示扫描量热法和热重分析对产物的结构和热性能进行了表征.结果表明:PA10T/11共聚尼龙的耐高温性能优秀,PA10T盐质量分数为70％时,PA10T/11共聚尼龙的起始分解温度为385.2℃,热分解温度(Td)为439.2 ℃,熔点(Tm)为281.64 ℃.PA10T/11共聚尼龙在保证耐高温性能的同时,有效地降低了熔点.     

尼龙10T的流变行为研究

采用Haake高压毛细管流变仪研究了聚对苯二甲酰癸二胺(尼龙10T)的流变行为,得到了熔体表观黏度与温度、切应力、剪切速率的流变曲线以及切应力与剪切速率的关系.结果表明,尼龙10T是非牛顿假塑性流体,表观黏度与温度关系符合Arrhenius方程,随温度升高,非牛顿指数变大,在315～335℃范围内,其非牛顿指数n为0.649 9～0.700 0;在剪切速率为199.8～3 000 s-1时,其黏度值受温度影响较大,即实现黏度降低,升高温度远比增大切应力所得效果明显..     

半芳香族耐高温尼龙PA6T/10T的合成及应用

利用癸二胺,己二胺和对苯二甲酸为聚合单体,以去离子水为溶剂,通过预聚合/固相增黏的工艺合成了半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酰己/癸二胺(PA6T/10T)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振碳谱对合成的PA6T/10T树脂进行了结构表征,并研究了PA6T/10T和聚(对苯二甲酰/己二酰)己二胺(PA6T/66)的熔点和结晶温度以及玻璃纤维(GF)增强改性PA6T/10T和PA6T/66的热失重行为、力学性能及耐热氧老化性能。结果表明,与传统的PA6T/66相比,合成的PA6T/10T结晶温度提升5℃,结晶半峰宽缩短了10.6℃,结晶速率明显提升;与GF增强PA6T/66相比,GF增强PA6T/10T的力学性能无显著差异,其初始分解温度提高16℃,热稳定性明显改善;GF增强PA6T/10T与GF增强PA6T/66的初始反射率及亨特白度相近,但经180℃热氧老化3h和表面贴装无铅回流焊接机过炉老化3次后,前者的反射率和白度均明显高于后者,表明GF增强PA6T/10T具有更好的耐热氧老化性能和耐黄变性能。     

氮化硼和氧化镁复配对导热绝缘PA10T复合材料性能的影响

采用氮化硼微球粉末和球状氧化镁作为复配导热填料,少量短切玻璃纤维作为增强填料,制备了导热绝缘耐高温聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)复合材料。考察了在玻璃纤维含量和导热填料总含量分别为10%(质量分数,下同)和60%不变的前提下,氮化硼和氧化镁的复配比例对复合材料的导热、力学和流动性能的影响。结果表明,当氮化硼和氧化镁的质量比为20∶40时,2种填料之间产生了良好的复配协同效果,所制备的复合材料的法向热导率最高,可达3.5W/m.K;在复配填料含量相同的前提下,氮化硼/氧化镁的质量比越高,材料的力学性能越差,流动性也越差。     

半芳香族耐高温聚酰胺（PA6T/10T/66）的制备及性能研究

二元共聚半芳香聚酰胺（PA6T/66）是一种低成本、高刚性、工艺较成熟的高分子材料,但韧性较差,具有一定的吸水率。文章在PA6T/66树脂中引入低吸水率脂肪族长碳链耐高温聚对苯二甲酰癸二胺（PA10T）链段,利用熔融聚合与微负压增黏相结合的方式制备PA6T/10T/66树脂。结果表明：制备PA6T/10T/66树脂时,PA10T盐最优加入量为5%。红外光谱表征PA6T/10T/66(45/5/50)树脂已完全聚合。差示扫描量热仪（DSC）测试PA6T/10T/66(45/5/50)树脂熔点为300℃。树脂黏度为2.5时,其拉伸强度达到50 MPa,弯曲强度为54 MPa。当聚合压力为2.35 MPa,封端剂用量占总盐质量为1.5%时,树脂黏度符合使用要求。此工艺成本低、制备过程简单,得到的三元共聚树脂适合玻纤改性、配色、注塑等应用。     

耐高温尼龙PA6T-66的阻燃改性研究

探究了二乙基次磷酸铝(OP1230)和二氧化硅(SiO₂)复配使用对聚对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺(PA6T-66)树脂的阻燃协效作用。结果表明：OP1230的加入可显著提高材料的极限氧指数(LOI),当OP1230质量分数为6.0%时,材料的LOI从21.8%(未添加OP1230)提高至28.7%,且UL-94阻燃测试达到了V-2级。在此基础上,通过复配SiO₂进一步提高材料阻燃性能。当SiO₂质量分数为3.0%时,材料的LOI提高至29.4%,UL-94阻燃测试达到了V-0级。热氧降解和锥形量热数据也进一步证明OP1230和SiO₂在PA6T-66阻燃体系中存在协效作用。     

无卤阻燃增强半芳香尼龙PA13T/GF的制备与性能研究

采用熔融共混改性技术,添加阻燃剂1230对半芳香尼龙聚对苯二甲酰十三碳二胺(PA13T)和玻璃纤维(GF)制备无卤阻燃增强高温尼龙PA13T/GF复合材料。利用傅里叶红外光谱仪分析对PA13T/GF复合材料的化学结构进行了分析;通过DSC研究了复合材料的熔融结晶行为、利用TG研究了复合材料的热分解温度;分析表征了测试复合材料的热变形温度以及力学性能,同时评估了复合材料的阻燃性能。结果表明,PA13T树脂与阻燃剂1230有复合作用,共混改性制备的PA13T/GF复合材料具有优异的机械性能和热变形温度,氧指数达到39%,阻燃等级达到UL94 V-0。     

半芳香族耐高温PA10T/1010的非等温结晶动力学研究

利用对苯二甲酸、癸二胺、癸二酸合成了聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)和聚酰胺(PA)1010的共聚物PA10T/1010,通过差示扫描量热法研究了PA10T/1010的非等温结晶动力学,结果表明随着降温速率的增加,结晶温度和熔点不断降低,同时结晶温度的范围变宽,结晶所需时间减少。用Jeziorny法描述了PA10T/1010的非等温结晶过程,发现其结晶过程分为两段,晶体生长方式在前期为二维盘状生长,后期为多维生长。通过Mo法描述了PA10T/1010的非等温结晶动力学,发现降温速率越大,在单位时间内PA10T/1010所能达到的相对结晶度越高。最后通过Kissinger方法计算得到PA10T/1010非等温结晶活化能为–171.47 k J/mol。     

原位聚合制备ODOPB阻燃聚酯纤维及其性能研究

采用环氧氯丙烷对10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)进行修饰,得到改性ODOPB(DHQEP),然后采用原位聚合法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中引入磷系阻燃剂DHQEP,制备成具有优异阻燃性能的DHQEP/PET纤维,并对DHQEP以及DHQEP/PET的结构与性能进行研究。结果表明:环氧氯丙烷成功与ODOPB进行了反应;所制备的DHQEP/PET的特性黏度与纯PET相比有所下降;引入的DHQEP抑制了PET的结晶,也减弱了PET的取向;DHQEP/PET与PET相比在800℃下的残炭量有明显的提高;DHQEP/PET纤维的力学性能与PET纤维相比有所下降,当加入的DHQEP使磷的质量分数达到0.5%,牵伸倍数4.4倍时,纤维的断裂强度为2.6 c N/dtex,断裂伸长率为40.8%;同时极限氧指数达到30.5%,UL-94垂直燃烧等级达到V-1级,满足聚酯纤维阻燃要求的同时也改善了其熔滴现象。     

高性能碳纤维增强尼龙10T复合材料制备与性能

以半芳香族尼龙聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)为基体树脂,采用碳纤维(CF)增强改性的方式制备高性能CF增强PA10T复合材料,研究不同质量分数的CF对PA10T/CF复合材料力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对PA10T/CF复合材料的断面形貌进行分析,结合X射线衍射分析和差式扫描量热分析对复合材料的熔融、结晶过程和晶体结构进行分析,采用热重分析测试了复合材料的热稳定性。结果表明,CF的加入显著提高了PA10T/CF复合材料力学性能,当CF质量分数为30%,PA10T/CF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到253,360 MPa和20.1 GPa,比纯PA10T的性能分别提高216%,323%和675%。CF在复合材料结晶过程中起到异相成核作用,为结晶过程提供大量晶核,CF诱导α晶型PA10T晶态结构发生变化;同时也对分子链的运动折叠产生阻碍,导致晶粒生长不完善出现晶粒细化现象。加入CF后,复合材料结晶温度提高,结晶度随CF含量提高呈先下降后上升的变化趋势,同时热稳定性提高,当CF质量分数为10%时,复合材料热分解起始温度及失重50%的温度分别比纯PA10T提高10....     

原位聚合无卤阻燃聚酰胺6的结构与性能研究

采用原位聚合添加反应型无卤阻燃剂,是实现聚己内酰胺(PA6)阻燃改性的主要方法。在己内酰胺的水解开环聚合体系中,加入三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的原料单体,原位聚合制备了阻燃PA6(FRPA6),对FRPA6的结构、形貌及性能进行了表征;通过熔融纺丝制备了FRPA6纤维,测试了其力学性能及阻燃性能。结果表明:FRPA6中阻燃剂MCA与PA6基体的相容性良好,MCA自组装反应比较充分,MCA粒子以纳米级均匀分布于PA6基体中;随着MCA含量的增加,FRPA6的熔点、熔融热焓有所降低,结晶温度略有升高,热稳定性下降;当MCA质量分数为7.5%时,FRPA6的阻燃性能达UL94 V-0级,拉伸强度为64.1 MPa,缺口冲击强度为10.4 k J/m2;相比纯PA6纤维,FRPA6纤维具有较好的阻燃性能,极限氧指数达35%以上,但力学性能有所下降。     

半芳香族耐高温尼龙PA12T的合成、表征与性能

利用1,12–十二烷二胺和对苯二甲酸为聚合单体,以去离子水为溶剂,通过预聚合加固相增黏的工艺合成了半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酰十二烷二胺(PA12T)。分析了影响聚合反应的主要因素,从而确定最优的工艺条件。采用傅立叶变换红外光谱,核磁共振1H谱、13C谱、1H–13C的异核单量子相关谱对所合成的PA12T进行了结构表征,并研究了PA12T的熔点和结晶温度、热失重行为、毛细管流动性和力学性能。结果表明,合成的PA12T具有良好的耐热性能和力学性能,合成方法为PA12T的工业化生产提供了参考。     

原位聚合无卤阻燃3D打印PA 6粉末的制备及表征

在己内酰胺(CPL)水解开环悬浮聚合体系中加入三聚氰胺氰尿酸(MCA)单体盐,制备了可用于3D打印的无卤阻燃聚酰胺6(FRPA 6)粉末材料,在打印机上烧结成形,研究了MCA单体盐的加入对制品力学性能及阻燃性能的影响,并对FRPA 6形貌及性能进行了表征。结果表明:在悬浮聚合体系中,MCA的自组装反应进行比较充分,生成的MCA均匀分散在FRPA 6中,达到纳米级别;随着体系中MCA含量的增加,FRPA 6的熔点、抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度有所下降,断裂伸长率、结晶温度有所提高,当MCA质量分数为8%时,FRPA 6阻燃性能达到UL94 V-0级,拉伸强度为62.4 MPa,缺口冲击强度为7.4 k J/m~2,弯曲强度为64.7 MPa。