熱塑性樹脂---聚酰胺的概述及合成過程
一、聚酰胺的概念
凡主鏈上含有酰胺基
重復單元的高分子化合物稱為聚酰胺。其商品名稱分別為耐綸、尼龍或錦綸。
二、聚酰胺的發展史
聚酰胺早期主要用于生產合成纖維。1938年問世, 40年代通過熔融紡絲和單絲牽引技術使其在合成纖維工業上得到了很大發展,成為生產合成纖維的重要的高聚物。我國在這方面也進行了不少工作。例如,關于己內酰胺的聚合反應機理及其相對分子質量的測定等工作有一定成績。到60年代由于聚酯纖維(滌綸)的發展,才有了與其競爭的對手。
聚酰胺不僅用于制造合成纖維,它還是工業上先應用的工程塑料。之所以早被用作工程塑料,原因有三: 1:它是個合成的可結晶的高聚物,因此由固體轉變成熔融狀態時有明顯的熔點;2:使用溫度范圍比聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂類塑料廣; 3:聚酰胺塑料具有韌性、剛性以及自潤滑性能等綜合性能。因此,聚酰胺模壓粉早在1941年就工業化生產了。之后,又陸續開發了注塑、擠壓塑料制品。此外還可用于制造薄膜。
三、聚酰胺的用途
聚酰胺在工業上有著廣泛用途,它可作環氧樹脂的增韌劑,制備性能優異的玻璃鋼和結構粘合劑(詳見第四章);粉末聚酰胺可涂在金屬表面上,用于提高耐磨、耐腐蝕、自潤滑、電絕緣等性能;與橡膠一起混煉、硫化制得具有耐磨、耐油、高彈性及高強度的橡膠制品。
這里我們要特別指出的是,聚酰胺用玻璃纖維增強后的機械強度和耐熱性提高得十分明顯,例如,添加30.4%玻璃纖維的錦綸1010與普通的錦綸1010相比,機械性能影響見下表。聚酰胺是熱塑性玻璃鋼中的主要品種之一。

聚酰胺塑料已在國民經濟的各個領域使用,可以有效地代替銅及不銹鋼等金屬材料,而且在某些情況下,例如,在難于加油或忌油的機械中,聚酰胺更是不可缺少的材料。
四、聚酰胺種類及合成
聚酰胺分為脂肪族類、芳香族類和酯環族聚酰胺三類。我們將重點介紹脂肪族聚酰胺。
合成脂肪族聚酰胺,在工業上常用的是通過單體中氨基與羧基的縮聚而得。
(一)縮聚形式
1、二元胺與二元酸的線型縮聚
例如,由己二酸和己二胺縮聚成的聚酰胺稱為聚酰胺66(即耐綸66、尼龍66或錦綸66)。
2、由氨基酸或內酰胺的線型縮聚

反應(11-2)是由氨基酸縮聚而成的聚酰胺稱為聚酰胺n,例如由11-氨基酸縮聚而成的聚酰胺就稱為聚酰胺11;而反應(11-3))是由內酰胺合成的聚酰胺也稱為聚酰胺n,例如由ε-己內酰胺合成的聚酰胺稱為聚酰胺6,它們又分別為耐綸11、耐綸6(亦稱尼龍11、尼龍6或錦綸11、錦綸6)。
酸對縮聚反應有催化作用。
?。ǘ┚埘0返暮铣?BR> 由二元胺與二元酸或氨基酸自身通過氨基與羥基的縮聚反應生成聚酰胺的過程完全遵循線型縮聚反應的規律―――主要反應包括鏈開始、鏈增長和鏈終止及鏈增長中的副反應(鏈的裂解和交換)。為了加速縮聚反應,可用酸催化。聚酰胺的相對分子質量必須超過10000才有實用價值,為了合成相對分子質量較高的聚酰胺,需使反應物中的氨基、羧基保持等摩爾。
凡主鏈上含有酰胺基
二、聚酰胺的發展史
聚酰胺早期主要用于生產合成纖維。1938年問世, 40年代通過熔融紡絲和單絲牽引技術使其在合成纖維工業上得到了很大發展,成為生產合成纖維的重要的高聚物。我國在這方面也進行了不少工作。例如,關于己內酰胺的聚合反應機理及其相對分子質量的測定等工作有一定成績。到60年代由于聚酯纖維(滌綸)的發展,才有了與其競爭的對手。
聚酰胺不僅用于制造合成纖維,它還是工業上先應用的工程塑料。之所以早被用作工程塑料,原因有三: 1:它是個合成的可結晶的高聚物,因此由固體轉變成熔融狀態時有明顯的熔點;2:使用溫度范圍比聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂類塑料廣; 3:聚酰胺塑料具有韌性、剛性以及自潤滑性能等綜合性能。因此,聚酰胺模壓粉早在1941年就工業化生產了。之后,又陸續開發了注塑、擠壓塑料制品。此外還可用于制造薄膜。
三、聚酰胺的用途
聚酰胺在工業上有著廣泛用途,它可作環氧樹脂的增韌劑,制備性能優異的玻璃鋼和結構粘合劑(詳見第四章);粉末聚酰胺可涂在金屬表面上,用于提高耐磨、耐腐蝕、自潤滑、電絕緣等性能;與橡膠一起混煉、硫化制得具有耐磨、耐油、高彈性及高強度的橡膠制品。
這里我們要特別指出的是,聚酰胺用玻璃纖維增強后的機械強度和耐熱性提高得十分明顯,例如,添加30.4%玻璃纖維的錦綸1010與普通的錦綸1010相比,機械性能影響見下表。聚酰胺是熱塑性玻璃鋼中的主要品種之一。

聚酰胺塑料已在國民經濟的各個領域使用,可以有效地代替銅及不銹鋼等金屬材料,而且在某些情況下,例如,在難于加油或忌油的機械中,聚酰胺更是不可缺少的材料。
四、聚酰胺種類及合成
聚酰胺分為脂肪族類、芳香族類和酯環族聚酰胺三類。我們將重點介紹脂肪族聚酰胺。
合成脂肪族聚酰胺,在工業上常用的是通過單體中氨基與羧基的縮聚而得。
(一)縮聚形式
1、二元胺與二元酸的線型縮聚
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例如,由己二酸和己二胺縮聚成的聚酰胺稱為聚酰胺66(即耐綸66、尼龍66或錦綸66)。
2、由氨基酸或內酰胺的線型縮聚

反應(11-2)是由氨基酸縮聚而成的聚酰胺稱為聚酰胺n,例如由11-氨基酸縮聚而成的聚酰胺就稱為聚酰胺11;而反應(11-3))是由內酰胺合成的聚酰胺也稱為聚酰胺n,例如由ε-己內酰胺合成的聚酰胺稱為聚酰胺6,它們又分別為耐綸11、耐綸6(亦稱尼龍11、尼龍6或錦綸11、錦綸6)。
酸對縮聚反應有催化作用。
?。ǘ┚埘0返暮铣?BR> 由二元胺與二元酸或氨基酸自身通過氨基與羥基的縮聚反應生成聚酰胺的過程完全遵循線型縮聚反應的規律―――主要反應包括鏈開始、鏈增長和鏈終止及鏈增長中的副反應(鏈的裂解和交換)。為了加速縮聚反應,可用酸催化。聚酰胺的相對分子質量必須超過10000才有實用價值,為了合成相對分子質量較高的聚酰胺,需使反應物中的氨基、羧基保持等摩爾。










































