PA1113和PA1311的合成与表征

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与短碳链尼龙相比,长碳链尼龙具有良好的柔韧性、尺寸稳定性、耐磨性以及耐化学药品性,具有广泛的应用领域和良好的发展前景。本论文以十一碳二元胺、十三碳二元酸以及十三碳二元胺、十一碳二元酸为原料,采用先成盐后熔融缩聚的方法分别合成了PA1113和PA1311。二者化学结构相似,但对其性能的研究较少,本文对二者的性能进行了对比和分析,主要研究内容如下:  (1)合成出PA1113粘度为1.85,拉伸强度为48.4MPa,断裂伸长率为305%,弯曲强度为30.6MPa,缺口冲击强度为10.3kJ/mol;PA1311粘度为1.76,拉伸强度为49.6MPa,断裂伸长率为343%,弯曲强度为38.7MPa,缺口冲击强度为5.96kJ/mol。  (2)采用DMA研究了PA1113及PA1311的动态力学性能。研究表明两者均存在多重松弛转变,PA1113和PA1311的α转变峰分别出现在43℃、38℃附近,β转变峰分别出现在-61℃、-58℃附近,γ转变峰分别出现在-132℃、-126℃附近。  (3)采用DSC研究了PA1113及PA1311的结晶与熔融行为以及结晶动力学。研究表明:升高结晶温度与延长结晶时间均有利于提高晶体的完善程度。等温条件下,PA1113和PA1311晶体主要为三维生长,通过Arrhenius方程求得两者等温结晶活化能分别为-292.8kJ/mol和-208.2kJ/mol。非等温条件下,PA1113的结晶过程分为主结晶期和次结晶期,主结晶期晶体主要为三维生长,次结晶期晶体主要为二维生长;而PA1311在整个结晶过程中没有出现明显的二次结晶现象,晶体主要为三维生长;通过Kissinger方法求得两者的非等温结晶活化能分别为-200.7kJ/mol和-153.7kJ/mol。  (4)采用WAXD研究了退火温度对PA1113及PA1311晶型的影响,当退火温度较低时,两者易于形成γ晶型;当退火温度升高到一定值(PA1113为150℃,PA1311为160℃)后,两者易于形成α晶型。  (5)采用TG研究了PA1113及PA1311的热降解行为。发现两者在N2氛围中的热降解为一步反应,采用Kissinger方程和Flynn-Wall-Ozawa方程求得PA1113的热降解活化能分别为265.2kJ/mol和263.8kJ/mol,PA1311的热降解活化能分别为219.2kJ/mol和217.8kJ/mol。
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