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可化学回收、可生物降解尼龙--聚丁内酰胺(Polyamide 4 PA4)(3)

时间:2023-05-30 浏览:524次

聚合特点描述

传统的己内酰胺、12内酰胺等内酰胺的开环聚合有多种不同的方式,而丁内酰胺由于其特殊的五元环结构稳定性好,开环相对困难,因此目前聚丁内酰胺的聚合研究主要以阴离子开环聚合方式为主。聚丁内酰胺的经典聚合过程为先将丁内酰胺与碱性催化剂反应制备丁内酰胺阴离子,然后加入活化剂进行聚合反应,得到聚丁内酰胺。依据传统的阴离子开环聚合理论,聚丁内酰胺的聚合理论上是一种可控聚合,其分子量与活化剂/丁内酰胺之比严格相关,但在实际的聚合实践过程中,通过阴离子聚合的方式合成聚丁内酰胺的过程是完全不可控的,几乎无法得到聚丁内酰胺的分子量与活化剂/丁内酰胺之比之间的关系,同时也无法获得物性稳定、可调的聚丁内酰胺。


图1 聚丁内酰胺聚合过程


这种现象与聚丁内酰胺的聚合过程中的三传有密切关系,在其聚合过程中,聚合反应的速率非常快,加上聚丁内酰胺结晶性很强,这使得聚合体系为非均相聚合。聚合过程中的动量传递、热量传递和质量传递受到了极大的抑制,因此反应会随机的发生链终止反应,导致整体聚合不可控。因此通过传统的方法制备的聚丁内酰胺不仅分子量不高,分子量分布宽、单体转化率低等而且批次不稳定,反应过程和反应结果均不可控,不具有实用价值。
Bacskai研究了低聚合度的聚丁内酰胺寡聚物的热稳定性能,结果表明,在熔融状态下,聚丁内酰胺寡聚物有明显向热力学更稳定的丁内酰胺转换的趋势,并证明了聚丁内酰胺的分子量分布、催化剂残留物以及末端基团等对其热分解温度均有较大的影响。
因此,开发聚丁内酰胺的可控聚合工艺显得尤为重要,不仅是其能否规模化合成的基础,同时对于加工性能也是非常关键,上海中国九游低碳能源技术有限公司,在聚丁内酰胺的可控聚合工艺开发具有较为深厚的技术积累,并且成功开发了20-50L的成套聚合工艺和设备以及多种改性的聚丁内酰胺,目前正在开发百吨级的聚合工艺以及此相应的工艺设计,可以提供公斤级的样品,欢迎大家交流讨论。


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