聚酰胺酸粘度的影響因素

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1、聚酰胺酸粘度的影響因素聚合物的分子量對聚合物的機械強度影響較大。聚酰胺酸作為聚酰亞胺的前軀體，其分子S的人小直接影響聚酰亞胺的機械強度。只有合成了高分子:的聚酰胺酸才能得到性能優(yōu)良的聚酰亞胺。聚合物的分子U:可以巾聚合物的粘度進行表征，因此合成尚粘度的聚酰胺酸洛液是制備高強度聚酰亞胺的第一步。影響聚酰胺酸分子量的因素很多，本實驗通過對聚酰胺酸粘度的測定，討論分析了加料順序、單體摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時間，貯存條件六個因素對聚酰胺酸粘度的影響，確定了聚酰胺酸合成的較優(yōu)的工藝條件，為制備聚酰亞胺

2、材料奠定基礎(chǔ)。1、加料順序?qū)埘０匪嵴扯鹊挠绊懞铣删埘０匪崛芤旱募恿戏绞桨磫误w加料順序分為二種：(1)正加料法(二胺溶于溶劑中，向反應(yīng)混合物中加入二酐)；(2)反加料法(二酐溶于溶劑中，向反應(yīng)混合物中加入二胺)。為了確定正加料法和反加料法對本實驗聚酰胺酸溶液粘度的影響，在反應(yīng)條件相同，采用此兩種加料法，測定其各t粘度，通常惜況下是正加料法得到的聚酰胺酸粘度較大，因為二酐容易與水反應(yīng)，防止熔劑中水對實驗的影響先溶解二胺，再加入二酐后其能優(yōu)先于二胺反應(yīng)，能減小水對于實驗的影響，故通常正加料法得到聚合物的粘度較大。

3、加料方式確實對聚酰胺酸溶液分子量有著很大的影響。在相同反應(yīng)條件下，正加料所得聚酸胺酸溶液的粘度n人于反加料法所得聚酸胺酸溶液的粘度1。這主要是因為在反加料法屮，由于二酐過y:,聚酰胺酸溶液中帶有孤對電子的n有向二酐中的電子吸收體c進攻的趨勢，這樣會使聚酰胺酸溶液分子鏈發(fā)生斷裂，得不到高分子量的聚酰胺酸溶液。其過程如圖3-1所示：囝3-1二酐過援副反應(yīng)方程式I;ig.3-1Schemeofexcessiveanhydridereaction2、單體摩爾比對聚酰胺酸粘度的影響在合成聚酰胺酸溶液的反應(yīng)中，必須嚴(yán)格的

4、保證單體的等當(dāng)景，才能得到高分子?的聚合物，任何因素引起的單體當(dāng)量的偏離必然會導(dǎo)致聚合物分子量的降低。引起單體當(dāng)量偏離的原因有單體的純度、實驗的精度、及體系中存在的副反應(yīng)。在這幾個因素中前兩個可以通過單體提純和提髙實驗精度來加以避免。而體系屮存在以下兒個副反應(yīng)，如圖3-2所示，以及二野和溶劑絡(luò)合的副反應(yīng)。這些副反應(yīng)的存在破壞了單體的等當(dāng)量。囝3-2二酐的水解與絡(luò)合反應(yīng)方程式Fig.3-2Schemeofhydrolysisandcomplcxationreactionsofanhydride合成條件相同的情況

5、下：反應(yīng)初始溫度-15°C,反應(yīng)吋間4h,質(zhì)量分?jǐn)?shù)13%進行縮聚反應(yīng)，二酐與二胺的摩爾配比分別為0.97，0.98，0.99,1.00.1.01，1.02,1.03,進行縮聚反應(yīng)測得的二酐與二胺摩爾配比與聚酰胺酸溶液粘度n的關(guān)系如圖3-3所示。結(jié)果表明，當(dāng)二野與二胺摩爾比為1時得到聚酰胺酸的粘度最大。1000-900*800

6、rratiobetweendianhydriideanddianmineonviscosityofpoly(amicacid)s3、反應(yīng)溫度對聚酰胺酸粘度的影響二妍與二胺的開環(huán)縮聚反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度低有利于提高聚酰胺酸溶液粘度。二兩干是反應(yīng)活性較高的單體，易與含活潑氫的官能團發(fā)生縮聚反應(yīng)，二胺的活性也較高，在褒合前易發(fā)生氧化，因此在合成過程中加料應(yīng)在較低的溫度下進行。本實驗（PMDA/ODPA+PDA/ODA兩兩正交反應(yīng)）反應(yīng)初始溫度對縮聚反應(yīng)產(chǎn)物分子:W:的影響較大。采用正加料法，在不同的溫度條件下-

7、20,-15,-10,-5,0,5,10°C下進行縮聚反應(yīng)。其他反應(yīng)條件相同：反應(yīng)時間4h，質(zhì)量分?jǐn)?shù)13%,二酐與二胺的摩爾配比為1.00。研究不同反應(yīng)溫度對所得聚酰胺酸溶液粘度H的影響。結(jié)果如圖3-4所示。1000-900-?800?700600500-400-■300iI，IIIII?20-15-10-50510GB3-4反應(yīng)溫度對聚敗胺酸溶液粘度的影晌Fig.3-4Efleetofreactiontemperatureonviscosityofpoly(aniicavid)s實驗結(jié)果表明，反應(yīng)初始溫度控

8、制在-15°C時得到了分子量相對較高的產(chǎn)物。在溫度過高或者較低的情況下，所得聚合物的分子:W:都低。這可能是因為反應(yīng)溫度過低，二酐的反應(yīng)活性降低，影響了二酐和二胺之間的縮聚反應(yīng)，分子量很難增大；在反應(yīng)溫度過高時，溶液中的雜質(zhì)，如溶劑，水等，可能參加競爭反應(yīng)，從而影響了聚合物的分子量。4、反應(yīng)體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)對聚酰胺酸粘度的影響反應(yīng)體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)對縮聚反應(yīng)的影響如圖3-5所示。本實驗采用正加料法，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)