[00013159]一种二聚酸酰胺尼龙的制备方法及用途

　　二聚酸型共聚尼龙新材料项目。

　　自20世纪30年代杜邦公司发明尼龙以来，在尼龙的系列品种中PA6、PA66的产量与消耗量最大，但由于其分子主链的酰胺基密度大，分子间相互作用强、结晶度大、Tg较高，与聚烯烃等疏水性聚合物相比，表现出吸水率高、干态和低温脆性大、尺寸不稳定、电绝缘性差、不耐强酸强碱、不溶、不透明、难加工成型等缺点，限制了其更广泛的应用，因此对于尼龙新产品的研发和对已有产品的改性一直是尼龙材料研究的重点，特别是长链尼龙的开发和应用。长链聚酰胺尼龙方向在2012年被国家“863”立为重点研究和资助的课题。 长链尼龙兼有短链尼龙和聚烯烃的物化性能，具有柔软、透明、质轻、吸水率低及成型稳定、耐磨减震等特点，比较典型的产品有尼龙11、12、610、611、612、1010、1212、1012、1311、1220、1020、1111和1818等。如尼龙1214的弯曲模量、断裂伸长率、密度、水吸收率等分别是PA66相应物化指标的70％、500％、88％、10％，因此是具有特种用途的功能高分子材料，受到高分子工业界的普遍关注，广泛应用于汽车、通讯、电子电器、轻纺、航空航天 、体育用品等领域。如汽车领域可用于制造油管、软管、空压管，特别是刹车管、输油管、离合器、刮雨器、仪表盘、保险杠等。据有关统计，我国每年耗费大量外汇进口长碳链尼龙，仅尼龙11和尼龙12的进口量就达到1万吨/年，每吨价格在10万以上。

　　制备长链尼龙的主要原料主要来自于2个方面，一是蓖麻油为原料的衍生产物，如十一内酰胺、癸二酸、癸二胺等；二是石蜡的生物发酵法及其衍生化产物，如C12二酸、C12二胺等。目前国内能生产的主要品种有尼龙1212、尼龙1010、尼龙610和尼龙612等。国内消费尼龙类工程塑料为40万吨，其中长碳链尼龙和耐热性尼龙约3-4万吨。 在所有二元羧酸中，二聚酸的分子结构最为独特，主链较长，含有36个碳原子、2个大的烷基支链，既有较长的柔性碳链，又具有相对刚性的环状结构，而且分子中兼有极性和非极性基团，具有优良的柔韧性、附着强度、热稳定性，并能在很宽的温度范围内保持流动性等性能。

　　二聚酸是重要的功能油脂化学品，是聚酰胺树脂、功能高分子材料、功能性精细化学品等生产不可或缺的原料。二聚酸酰胺的主链含有长碳链和大量的酰胺基（-NH-CO-），因而具有良好的韧性、耐热、耐磨，在美国、德国、日本等发达国家被广泛用于尼龙、油墨、热熔胶等二聚酸酰胺树脂的制造 由于二聚酸分子的独特结构，一方面，二聚酸酰胺尼龙不仅具有长链尼龙的优良性能，而且具有独特的耐低温性能；另一方面，二聚酸尼龙还具有明显的价格优势，高纯度二聚酸的价格明显低于癸二酸、C12二酸和C14二酸，同时长链二元胺的价格远远高于己二胺等常规二胺；而且由于二聚酸的碳链长、相对分子质量大，二聚酸尼龙中二元胺用量也明显降低。 所以开发和生产二聚酸型共聚尼龙新材料不仅具有良好的市场前景，填补国内同类产品的空白，而且也将产生重大的经济和社会效益。 南京工业大学姚成教授课题组多年从事二聚酸共聚酰胺尼龙等方面的研究。以二聚酸、己二胺、己内酰胺等为原料，采用先进的无溶剂成盐、加压-常压-减压三阶段缩聚生产二聚酸共聚尼龙新材料，通过调节各自原料配比，调节共聚物尼龙中的酰胺基密度，实现新型尼龙材料既具有优良的力学性能，又具有优良的耐低温性能和低的吸湿率，该共聚尼龙的主要性能已达到现有长碳链尼龙1010、1212等的指标。主要性能如下： 二聚酸共聚尼龙的机械力学性能 项目 二聚酸型共聚尼龙新材料 熔点/℃ ≥ 180 Tg/℃ ≤50 吸水率/% ≤0.50 拉伸强度/MPa ≥50 弯曲强度/MPa ≥ 45 断裂伸长率/% ≥350 自制二聚酸共聚尼龙与常见长链尼龙的性能比较如下表： 项目 自制 PA1111 PA11 PA12 PA1212 PA1313 熔点/℃ 185 182.1 187 176 185 174 Tg/℃ 43 47 37 50 46 41.5 吸水率/% 0.25 0.21 0.23 0.21 0.25 0.15-0.20 拉伸强度/MPa 50 46 50 50 56 50 弯曲强度/MPa 45 38 69 74 45.6 42.3 断裂伸长率/% 350 345 330 350 370 320 相关研究工作已获得国家发明专利：一种二聚酸型共聚尼龙的制备方法，ZL 201210001343.0。 本项目已进行大量前期实验室研究工作，具备了进行中试放大和产业化的条件，欢迎具有相关基础和条件的企业与本课题组进行合作。 另外，本课题组也正进行阻燃尼龙、醚胺型尼龙等方面的研究，积累了一定的经验。