[发明专利]一种基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺及其制备方法，制备方法：在由己内酰胺制备聚酰胺6的反应过程中，于反应开始前或反应初期向其中加入奇数碳酰胺盐，反应结束后即得基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺；奇数碳酰胺盐的添加量占为己内酰胺和奇数碳酰胺盐总摩尔量的5～30％；制得的产品的分子结构式如下：式中，p代表奇数碳聚酰胺结构单元的数量，q代表聚酰胺6结构单元的数量；基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺的拉伸强度为40～70MPa，断裂伸长率为200～1000％；本发明的方法工艺简单，本发明的产品兼具韧性和强度。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺及其制备方法。

背景技术

聚酰胺又被称为尼龙，是指分子主链中含有酰胺键的一类聚合物，具有优良的耐磨、耐腐蚀和耐疲劳等性能。作为一种重要的全球性高分子聚合物材料，聚酰胺已被广泛用于合成纤维、工程塑料、包装薄膜等方面。其中聚酰胺6占据了半数聚酰胺市场，成为最普遍使用的聚酰胺产品。但是聚酰胺6的韧性很差，在家用电器领域和汽车零部件等工程塑料领域无法直接使用，因此，对聚酰胺6的增韧研究成为当前亟待解决的问题。

专利CN109749433B中公开了一种聚酰胺组合物，其由聚酰胺、增韧母粒、成核剂、偶联剂、玻璃纤维组成，其中的增韧母粒主要包括聚酰胺6与增韧剂马来酸酐接枝三元乙丙橡胶或马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，该聚酰胺组合物具有较好的增韧效果。专利CN112480659A中公开了一种增韧型双向拉伸聚酰胺薄膜的制备方法，以尼龙6和尼龙MXD6的共混物、聚醚嵌段聚酰胺弹性体、抗氧剂、开口剂等原料经过熔融塑化挤出，制得的双向拉伸薄膜材料具有良好的耐热性能和较强的韧性。但异相体系(即添加的聚烯烃/橡胶类弹性体或聚醚嵌段聚酰胺等改性剂)的加入始终存在相容性差的问题，材料的刚性和韧性难以兼顾，聚酰胺强度和模量大幅度下降。

当使用聚酰胺对聚酰胺进行改性时，可分为物理法和化学法改性。

物理法中共混改性在以往技术中得到了较广的应用。专利CN107857996B中公开了一种聚酰胺共混物，将脂肪族奇偶聚酰胺和/或其他脂肪族聚酰胺组分混合后采用熔融共混的方法制备共聚酰胺和/或纤维。但两聚酰胺组分间有较强的氢键相互作用，这导致了强界面相互作用，共混制备时聚酰胺间仍然存在相容性差的问题。且两种聚酰胺熔点、结晶性能等均有较大差异，给后续加工过程带来麻烦，得到的共混产物质量稳定性差。

对比之下，化学改性法则更稳定、持久，同时改性效果也更明显，其中共聚改性是非常重要的一种方法。专利CN107915846B中公开了一种聚酰胺共聚物，该发明先将奇偶酰胺盐和偶偶酰胺盐分别缩聚制备成预聚物，再由预聚物混合进行扩聚反应得到聚酰胺共聚物。然而，该制备工艺过程繁琐，需要先将盐制备成预聚物再进行反应，大大提高了操作复杂度，制备成本也随之增加，致使产业化或大规模制备难度增加。且该发明中偶偶聚酰胺氢键密度大，分子链受氢键的限制作用大，酰胺增韧改性效果不明显。

因此，研究一种基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺及其制备方法以解决现有技术中韧性和强度无法兼顾的问题具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于聚酰胺6改性的高强高韧共聚酰胺，分子结构式如下：

式中，m的取值范围为3～12，n的取值范围是1～10，m和n中的一个为奇数，另一个为偶数，i＝5，p代表奇数碳聚酰胺结构单元的数量，q代表聚酰胺6结构单元的数量，p:q＝0.05～0.3:0.95～0.7；