賀爽爽,胡國勝,張靜婷,劉冰肖,任星林
(1.中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,太原 030051; 2.太原工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院,太原 030051; 3.中國五環(huán)工程有限公司,武漢 430000)
聚酰胺(PA),商品名尼龍,用于化學(xué)纖維時又被稱為錦綸,是五大工程塑料之一,自杜邦公司1938年實現(xiàn)工業(yè)化以來已有80多年的歷史。最早的PA制品是用PA制作的牙刷,在之后的1940年5月,使用錦綸制作的PA襪上市,廣受好評。1945年,PA工業(yè)轉(zhuǎn)型到了國防工業(yè)中,開始制造如降落傘、飛機輪胎、軍裝等產(chǎn)品。進入21世紀,隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,我國的PA行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。到如今社會中,PA材料已經(jīng)出現(xiàn)在了生活的各個角落。
PA是由二元胺與二元酸、氨基酸或內(nèi)酰胺通過縮聚得到的大分子主鏈重復(fù)單元中含有酰胺基團的高聚物的總稱。PA的種類繁多,以主鏈成分的不同分為脂肪族、全芳香族、半芳香族PA三種[1]。脂肪族PA力學(xué)性能較好,但由于其較強的吸水性,導(dǎo)致其制品尺寸穩(wěn)定性較差[2]。全芳香族PA拉伸強度和彎曲強度較大、熔點較高,但由于不溶于常用溶劑且熔點與分解溫度接近,導(dǎo)致加工較為困難[1]。而半芳香族PA同時具備脂肪族與全芳香族的優(yōu)勢:與脂肪族PA相比,半芳香族PA吸水性較弱,與全芳香族PA相比,可使用溶液縮聚法制得,加工相對簡單。在市場需求的推動下,半芳香族PA的種類逐漸增多,廣泛應(yīng)用于機械加工、汽車、電子電器等領(lǐng)域[3-4]。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高,傳統(tǒng)的半芳香族PA材料的缺點也制約了其進一步的發(fā)展。為了改善半芳香族PA的性能,國內(nèi)外的專家學(xué)者對其進行了大量的探索和研究。筆者就近幾年半芳香族PA主要品種的合成和改性進行了總結(jié)。
PA6T是半芳香族PA的典型代表,是由己二胺和對苯二甲酸通過縮聚反應(yīng)得到的產(chǎn)物[3]。PA6T的熔點高達370℃,但其分解溫度只有350℃,這導(dǎo)致PA6T的加工和應(yīng)用都存在一定的難度,因此經(jīng)常將PA6T或PA6T的單體與其它半芳香族PA或其單體進行共聚以解決這個問題。
王建霞[5]制備了對苯二甲酸己二胺鹽(PA6T鹽),研究了成鹽工藝和反應(yīng)過程中各種條件對PA6T鹽的影響,確定了成鹽溫度為50℃、最佳pH值為7.2。之后通過熔融縮聚法成功制備了PA6T/11共聚物,確定了其最佳合成工藝:預(yù)聚溫度、壓力、時間分別為280℃,2.4 MPa,2 h;終聚溫度、壓力、時間分別為315~325℃,-0.09 MPa,1 h。制得的PA6T/11的熔融溫度為260℃,低于PA6T的分解溫度,分解溫度高于450℃。這種PA6T的改性方式降低了加工難度,拓寬了加工窗口。
Zhang Cailiang等[6]使用對苯二甲酸、己二酸和六亞甲基二胺為原料,通過簡單一步縮聚法制備含芳烴PA預(yù)聚物,并且對該過程進行了詳細的研究,將聚合過程分為四個步驟:①PA鹽的形成,②溫度升高,③縮聚,④放氣。研究發(fā)現(xiàn)在PA鹽的形成過程中,對苯二甲酸、己二酸和六亞甲基二胺在50℃下反應(yīng)40 min完全反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽;在第二個過程中溫度從50℃升高至180℃,在這個過程中PA鹽幾乎不發(fā)生縮聚反應(yīng);當(dāng)溫度達到200℃時,縮聚反應(yīng)開始發(fā)生,并且在超過這個溫度后,反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間的增加都會促進縮聚反應(yīng)的進行;在排氣階段,縮聚反應(yīng)持續(xù)進行,并在排出總水量的40%后,縮聚反應(yīng)進一步加快得到的預(yù)聚PA分子量甚至超過了縮聚階段。在經(jīng)過各種檢測后發(fā)現(xiàn),由于空間位阻效應(yīng),己二酸與對苯二甲酸的投料比的減小會導(dǎo)致合成的預(yù)聚PA的分子量降低,但其投料比對預(yù)聚PA的組成影響并不明顯。這個結(jié)論為控制預(yù)聚PA的組成提供了一種簡單的方法與思路。
為解決半芳香族PA韌性不足的問題,趙志[7]使用自制的PA6T鹽、間苯二甲酸己二胺鹽(PA6I鹽)以及市售的己二酸己二胺鹽(PA66鹽)和癸二酸癸二胺鹽(PA1010鹽)通過高溫溶液縮聚法和固相縮聚法分別制備了PA6T/66/1010和PA6T/6I/1010。研究了PA1010鹽的加入對半芳香族PA性能的影響并確定了其最佳制備工藝。對于成鹽工藝,在60℃的條件下,添加質(zhì)量為對苯二甲酸質(zhì)量2.11倍的水進行反應(yīng);對于預(yù)聚工藝,在常壓下升溫至310℃持續(xù)反應(yīng);對于固相縮聚工藝,選取的工藝條件為溫度210℃、壓力100 Pa、時間8~10.5 h。研究表明,PA1010鹽的加入使得共聚物犧牲了一定的耐熱性能和剛性,但同時共聚物的韌性得到了大幅度的提高,尤其是PA66/6I/1010的物質(zhì)的量之比為11∶5∶4時最為突出。這個研究為韌性突出的半芳香族PA的生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)、工藝配方等方面的參考。
M. Vannini等[8]通過共聚改性,在催化劑存在下以聚間二甲苯己二酰胺(MXD6)與PA6T/6I為原料,使用雙螺桿擠出機進行反應(yīng)擠出。研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程的溫度處于270℃到300℃之間,反應(yīng)時間大約15 min;通過改變催化劑(H3PO4)的量進行反應(yīng),表明這種催化劑確實提高了酰胺之間的反應(yīng)活性,形成了均勻的非晶材料;另外還發(fā)現(xiàn)少量的酰胺化反應(yīng)就足以得到一種無定形的均勻材料,其分子結(jié)構(gòu)和熱性能與等效無規(guī)共聚物相似。
J. Cretenoud等[9]研 究 了PA6T/6I與PA66,PA610,PA12之間的熔融共混,使用雙螺桿擠出機進行反應(yīng)擠出,保持反應(yīng)時間20 min,并研究了擠出過程中的胺化反應(yīng)。結(jié)果表明,當(dāng)PA6T/6I與PA66,PA610共混反應(yīng)時,當(dāng)溫度達到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)時,結(jié)晶度較高;相比之下,PA6T/6I與PA12的胺化反應(yīng)效率更低,相分離也較為明顯。該研究為通過簡單熔體復(fù)合制備高性能熱塑性PA及其復(fù)合材料開辟了道路。
R. K. Kumar等[10]研究了PA6T/玻璃纖維(GF)復(fù)合材料的超聲波焊接工藝,通過先進的表征技術(shù)評估了焊接區(qū)附近的材料性能、熱轉(zhuǎn)變、降解溫度、質(zhì)量損失和形態(tài)。觀察到了Tg的降低和材料結(jié)晶度的變化。發(fā)現(xiàn)隨著更高振幅的超聲振動,會導(dǎo)致焊頭的熱量和壓力的產(chǎn)生,分子結(jié)構(gòu)也會隨著聚合物鏈遷移率的增加而改變。并通過實驗和統(tǒng)計方法改變諸如振動幅度、焊接壓力、保持時間和焊接時間等工藝參數(shù),研究了它們對裝配尺寸的影響,建立了具有統(tǒng)計學(xué)意義的、包含有協(xié)變量因子的響應(yīng)面模型。這項研究為汽車制造商提供了指導(dǎo),可以幫助他們了解PA6T焊接材料的熱性能。此項研究依舊需要進一步探索其它因素的影響,例如焊接過程中產(chǎn)生的溫度,焊頭壓痕及接頭質(zhì)量對焊接材料的影響。
國內(nèi)外其他學(xué)者也研究了PA6T與其它材料的共混和復(fù)合,例如PA66/PA6T/PA6I共混物[11],PA6T/PA66/PA6I/GF復(fù)合材料[12],PA6T/6/有機蒙脫土復(fù)合材料[13]、PA6T/PA6/氧化石墨烯復(fù)合材料[14],PA6T/PA6I/PA6共混物[15],PA6T/PA66/碳纖維(CF)復(fù)合材料[16],PA66/PA6T/聚苯醚/碳納米管復(fù)合材料[17]。
PA4T是由對苯二甲酸和丁二胺經(jīng)脫水縮合得到的產(chǎn)物。由于其分子鏈重復(fù)單元相比較于PA6T更短,導(dǎo)致熔點比PA6T的熔點更高,達到了430℃。由于丁二胺工業(yè)化技術(shù)被荷蘭企業(yè)帝斯曼壟斷,并且帝斯曼企業(yè)對PA4T的研究也極為深入,導(dǎo)致筆者能尋找到的國內(nèi)外研究資料較少。
為了開發(fā)和優(yōu)化直接固態(tài)聚合(DSSP)工藝在微觀尺度上的烷基二胺-對苯二甲酸鹽(如PA4T鹽),C. D. Papaspyrides等[18]在熱重(TG)分析室中持續(xù)監(jiān)測PA4T鹽直接固態(tài)聚合過程,觀察反應(yīng)過程中水的釋放所產(chǎn)生的失重現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率和產(chǎn)品質(zhì)量會受到原料形貌和反應(yīng)條件的影響。通過觀察到的質(zhì)量損失和核磁共振氫譜表征,發(fā)現(xiàn)除酰胺反應(yīng)生成的水外,DSSP反應(yīng)還釋放出了其它的揮發(fā)性產(chǎn)物,主要成分為四甲基乙二胺(TMD)。由于單官能吡咯烷(PRD)的生成會導(dǎo)致羧基的大量剩余,實驗最終產(chǎn)物取決于TMD的損失程度。但是DSSP過程中的溫度確實有利于TMD的環(huán)化生成PRD,抑制高分子量的積累,可以通過限制排氣口的尺寸、降低反應(yīng)溫度等措施減少二胺的損失,得到更高質(zhì)量的最終產(chǎn)物。證明了以直接DSSP工藝作為PA4T的綠色聚合工藝是可行的,可以嘗試將其推廣到它半芳香族PA中。
A. D. Porfyris等[19]使用實驗室高壓反應(yīng)釜研究了PA4T鹽與PA6T鹽的固相縮聚反應(yīng),探究了放大實驗對半芳香族PA產(chǎn)品質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,在保持反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和反應(yīng)時間等關(guān)鍵參數(shù)不變的情況下,微反應(yīng)器和實驗反應(yīng)器獲得的產(chǎn)物與原產(chǎn)物性能相近,且產(chǎn)品質(zhì)量直接取決于二胺的損失程度。探究發(fā)現(xiàn)可以通過限制氮的流動以及應(yīng)用封閉體系減少二胺的蒸發(fā)。但是當(dāng)實驗擴展到高壓反應(yīng)釜中時,發(fā)現(xiàn)在只有PA6T鹽的情況下才能獲得更高的分子鏈;而在PA4T鹽的縮聚反應(yīng)中,由于二胺與羧基端基發(fā)生酰胺化反應(yīng),形成了低分子量的單官能團的吡咯烷(PRD),即在保持高壓釜密封時,固相縮聚過程中PA4T與PA6T由于固態(tài)熔融轉(zhuǎn)變而結(jié)塊。這證明了封閉系統(tǒng)的密閉實驗在其實驗條件下不適合放大。
PA9T是由壬二胺與對苯二甲酸縮聚而成。由于PA9T中—CH2—重復(fù)結(jié)構(gòu)較多,鏈段比PA6T更長,所以它的熔點要比PA6T低一些,大約是306℃。PA9T具有優(yōu)異的耐熱性和加工性能,是半芳香族PA的理想材料,具有結(jié)晶速度快、尺寸穩(wěn)定性好、高溫剛性好等優(yōu)點。
為了研究PA9T晶體結(jié)構(gòu)和相行為,H. Yamamoto等[20]測量了PA9T的廣角X射線衍射、小角X射線散射,并對得到的譜圖進行分析,確定了室溫下PA9T的晶體結(jié)構(gòu),又通過紅外光譜檢測分析出非亞甲基部分呈鋸齒狀構(gòu)象。通過以上三種檢測揭示了兩個階段有序-無序相變的存在。室溫下這種聚合物的結(jié)晶相稱為相Ⅰ;在相對較低和較寬的溫度區(qū)間(190~270℃),由相Ⅰ轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序相,稱為相II,亞甲基構(gòu)象紊亂,芳香酰胺部分略有旋轉(zhuǎn),氫鍵依然存在,但分子間氫鍵變?nèi)?;在熔點以下的溫度區(qū)域(270~310℃),相Ⅱ轉(zhuǎn)變成相Ⅲ,其中分子間氫鍵大部分斷裂,亞甲基段和芳香族酰胺基團進一步失序。這種劇烈的熱運動導(dǎo)致了這一過渡期的時間顯著增加,但分子鏈仍高度定向,因此相Ⅲ可能是一種液晶狀態(tài)。通過這次研究,發(fā)現(xiàn)可以通過控制柔性亞甲基段和剛性酰胺段這兩個重要鏈段的平衡,即可設(shè)計出相變溫度和熔點有系統(tǒng)變化的新型PA。這種研究半芳香族PA結(jié)構(gòu)的方法不僅有助于解釋PA的本質(zhì)特征,也有助于從微觀角度解釋類似于蠶絲纖維等天然有機產(chǎn)物的性質(zhì)。
為了研究PA9T是否可以作為CF增強熱塑性塑料的高耐熱樹脂基體,K. Tanaka等[21]研究了不同的成型條件對PA9T/CF力學(xué)性能的影響。成型方法如下:將PA9T與PA6的無紡布片和八層CF平紋織物堆疊成型,如圖1所示,在不同條件下(溫度330℃,壓力2,10 MPa,時間360,600,900 s)使用與壓機和注塑機相連的平行模具,得到了厚度為1.7 mm、纖維體積分數(shù)為44%的層壓板。通過在室溫、100℃和150℃下進行的拉伸試驗發(fā)現(xiàn):①PA9T/CF的拉伸強度隨成型時間的延長而提高,在上述成型條件中,以2 MPa,900 s的成型效果最好,所得到的PA9T/CF孔隙率最低,為0.38%;②PA9T/CF的Tg為125℃,高于PA6/CF,所以PA9T/CF比PA6/CF具有更好的耐熱性。
圖1 CF增強PA9T復(fù)合材料的堆積順序[21]
為了研究扁平GF和硅灰石的添加對PA9T的力學(xué)、流變和結(jié)晶性能的影響以及增強機理,陳列[22]使用熔融共混法制備了扁平GF和硅灰石增強PA9T復(fù)合材料。首先探究扁平GF增強PA9T復(fù)合材料的力學(xué)性能、結(jié)晶性能及其翹曲形變和流動性;在獲得的扁平GF增強PA9T的體系中添加硅灰石,用以降低制品的翹曲型變量。結(jié)果表明,扁平GF在PA9T中分散取向狀態(tài)良好,制得的扁平GF增強PA9T復(fù)合材料的綜合性能明顯高于普通GF增強PA9T復(fù)合材料;而硅灰石的添加能夠進一步改善增強PA9T復(fù)合材料的流動性能、結(jié)晶性能和制品的翹曲形變量,但是由于界面粘接問題,導(dǎo)致增強PA9T復(fù)合材料的力學(xué)性能略有下降。
PA10T是癸二胺與對苯二甲酸的縮聚物,其熔點約為316℃。由于PA10T的原料癸二胺可以由蓖麻油生物發(fā)酵制取,其原料來源綠色環(huán)保,具有其它半芳香族PA無法比擬的優(yōu)勢。從原料來源、合成工藝條件、可加工性和成本等方面,PA10T都優(yōu)于PA9T,具有廣闊的應(yīng)用前景。
Li Ming[23]為了研究PA10T在差示掃描量熱(DSC)中表現(xiàn)出的溶液結(jié)晶(SC)和熔體結(jié)晶(MC)的雙重熔融恒溫特性,描述了PA10的熔融和多晶行為。SC晶體于260~300℃時融化,形成了一次熔融恒溫體,與此同時經(jīng)歷多態(tài)轉(zhuǎn)變成為MC晶體;在溫度達到300~325℃時,MC晶體熔化形成二次熔融恒溫體。
馮梧桐等[24-26]為了研究PA10T的脂肪族二酸的鏈長長度對半芳香族共聚物性能的影響,合成了PA10T/10X(X=6,8,10,12,14,16)的一系列不同的共聚物。研究發(fā)現(xiàn)少量脂肪族二酸的引入幾乎不會改變共聚物的晶格參數(shù);PA10T/10X共聚物的熔融溫度和結(jié)晶溫度會隨著烷基鏈段長度的增加而減小,且呈鋸齒狀振蕩。而通過密度泛函理論研究得出PA10T/10X共聚物的性能受到二聚體間的結(jié)合能和整個聚合物中氫鍵密度的劇烈影響。這個研究為PA10T/10X的應(yīng)用提供了潛在的價值,為開發(fā)耐熱半芳香族共聚PA提供了重要的指導(dǎo)意義。
鄒光繼等[27-29]以制備基于PA10T的透明PA為目的,以間苯二甲酸(IPA)和生物基十二烷二酸(DDA)為共聚單體,成功制備了一系列透明的PA10T/10I/1012。經(jīng)過檢測表明,PA10T/10I/1012共聚物為非晶態(tài),具有較高的光學(xué)透明性、熱穩(wěn)定性,良好的耐溶劑性和較低的吸水性,同時也具較為優(yōu)秀的拉伸強度和延展性。這個研究為其他研究人員設(shè)計和開發(fā)高性能的低成本生物基透明PA提供了一定的參考價值。
葉振興等[30]使用GF增強以及馬來酸酐(MAH)接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)增容PA10T/PA66共混物,考察了兩者的用量對共混物的力學(xué)性能、熱變形溫度、加工性能的影響。發(fā)現(xiàn)GF的添加使PA10T/PA66的力學(xué)性能大幅提高;PA66可以有效改善GF增強PA10T復(fù)合材料的加工性能;SEBS-g-MAH可以提高GF,PA10T和PA66之間的相容性;GF質(zhì)量分數(shù)為5%時能夠促進PA10T結(jié)晶,40%時會稍微阻礙其結(jié)晶。
Guo Jianbing等[31]采用不同的擠出工藝制備了長GF增強PA10T (PA10T/LGF)復(fù)合材料和短GF增強PA10T (PA10T/SGF)復(fù)合材料。兩種GF的加入均可增強復(fù)合材料的力學(xué)性能,在GF含量相同的情況下,PA10T/LGF復(fù)合材料的性能明顯強于PA10T/SGF復(fù)合材料。通過計算材料的熱降解機理函數(shù),得出PA10T/SGF和純PA10T的熱穩(wěn)定性要比PA10T/LGF更為優(yōu)秀。
Wang Jian和何雍等[32-34]研究了GF增強PA10T復(fù)合材料的熱氧老化機理和熱降解動力學(xué)。研究發(fā)現(xiàn)在較高的時效溫度下,由于晶體區(qū)域的破壞和結(jié)晶能力的下降,PA10T基體的力學(xué)性能會隨著持續(xù)時間的延長而下降,與GF的脫粘現(xiàn)象越來越明顯。與未老化樣品相比,PA10T/GF的剛度隨著老化時間的延長而提高,PA10T的炭化也隨著老化溫度和時間的增加而加快。研究PA10T/GF復(fù)合材料的熱氧老化機理,將有助于優(yōu)化和控制材料的應(yīng)用環(huán)境和使用壽命。
Cai Tongmin等[35]研究了PA10T及PA10T/10I共聚物的阻燃性能,并使用含Br鹵素阻燃劑和含Al無鹵阻燃劑對其進行改性,得到了阻燃效果更好的PA材料。研究發(fā)現(xiàn)PA10T/10I擁有比PA10T更低的可燃性。使用鹵素和無鹵素阻燃劑改性后,可以觀察到峰值放熱速率大大降低,證實了其更高的阻燃效率,并且極限氧指數(shù)得到了明顯改善。另外,改性后成功抑制了煙霧的產(chǎn)生和有毒的CO和HCN氣體的釋放。
國內(nèi)外的研究人員也研究了PA10T與其它材料共混后的合成與表征以及一些PA10T的非等溫結(jié)晶動力學(xué),如PA10T/1012[36],PA10T/10F (F代表芳香型生物基單體2,5-呋喃二甲酸)[37],PA10T/66[38],PA10T/1010[39-40],PA10T/10I[41-43],PA10T/10DDP {DDP為反應(yīng)型阻燃劑[6-氧代-6H-二苯并[C,E][1,2]氧磷雜己環(huán)-6-基)甲基]丁二酸}[44]。
PA12T是由十二碳二胺與對苯二甲酸脫水縮聚得到的產(chǎn)物,是鄭州大學(xué)自主研發(fā)的PA品種。由于PA12T分子鏈段上烷基增加而酰胺基較其它半芳香族PA含量更低,所以它的熔點更低,大約為294℃。
曹民等[45]采用預(yù)聚合加固相增黏兩步法,以去離子水為溶劑,1,12-十二烷二胺和對苯二甲酸為原料合成了半芳香族PA12T,并分析了影響聚合反應(yīng)的主要因素,確定了其最佳工藝條件:預(yù)聚溫度245℃、排水比例25%、封端劑苯甲酸與對苯二甲酸物質(zhì)的量之比為7∶100。合成的PA12T具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能,研究得到的工藝參數(shù)為PA12T的研究和工業(yè)合成提供了參考。
PA材料對臭氧有敏感特性,即使是極為稀薄的臭氧依舊會讓PA制品產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象,Ren Hongqing等[46]為了解決這一問題,對臭氧老化的機理和不同PA材料[PA12T,PA66,聚間亞苯基間苯二甲酰胺(PMIA),聚對苯二甲酰對苯二酰胺(PPTA)]的抗臭氧老化能力進行了探索和研究。研究發(fā)現(xiàn)在臭氧老化過程分為兩個階段,第一個階段中,PA發(fā)生了自由基氧化反應(yīng),導(dǎo)致分子鏈降解和樣品顏色的變化;在第二個階段中,分子降解起主導(dǎo)作用,導(dǎo)致了黏度、結(jié)晶度、強度和熱穩(wěn)定性的下降,并伴隨有含氧基團產(chǎn)物的形成??钩粞趵匣芰Φ膹娙鯙镻PTA>PA12T>PMIA>PA66。這個研究為后續(xù)的抗臭氧研究提供了一個指導(dǎo)方向。
陳相見和付鵬等[47-48]使用三種不同的增韌材料MAH接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH),MAH接枝三元乙丙橡膠EPDM-g-MAH和SEBS-g-MAH分別增韌PA12T,判斷不同增韌材料的最佳使用含量,并對三種增韌材料的增韌效果進行了比較。研究發(fā)現(xiàn),增韌材料POE-g-MAH,EPDM-g-MAH,SEBS-g-MAH的最佳質(zhì)量分數(shù)分別為15%,25%,15%,增韌效果POE-g-MAH>SEBS-g-MAH>EPDM-g-MAH。
張娜娜和王棒棒等[49-50]采用熔融擠出的方法,以自制的PA12T為基體,以市售的GF作為增強材料制備了GF增強PA12T復(fù)合材料,并對制得的樣品進行了分析研究。研究發(fā)現(xiàn)隨著GF加入量的提高,制得的復(fù)合材料的力學(xué)性能也在不斷提高;GF的加入明顯提高了PA12T樹脂基體的熔點和耐熱氧老化性能,降低了復(fù)合材料的吸水性,并在吸水后保持85%以上的強度保持率。
固相縮聚法、溶液聚合法是制備各種半芳香族PA材料的主要方法,而共混改性、共聚改性和填充增強改性是半芳香族PA材料改性常用的幾種手段。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展,各種新材料、新技術(shù)、新工藝、新方法不斷出現(xiàn),聚合及改性的設(shè)備不斷更新,半芳香族PA材料的發(fā)展也將擁有更多的空間。
半芳香族PA憑借著自身卓越的力學(xué)性能、耐熱性能、耐化學(xué)藥品性能和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點,在越來越多的領(lǐng)域有著更加廣闊的應(yīng)用。但半芳香族PA在發(fā)展過程中還有很多需要完善的方面和需要解決的問題:(1)原料尤其是二胺合成工藝復(fù)雜、成本高,這導(dǎo)致某些半芳香族PA的合成成本高;(2)合成工藝條件及參數(shù)需要進行優(yōu)化;(3)合成裝置的優(yōu)化,即高效、大體積、便于出料、具有自清潔性的反應(yīng)裝置也是研究重點;(4)由于半芳香族PA的熔點高,加工性能的改善是制約相關(guān)產(chǎn)品制造的關(guān)鍵因素。另一方面,對于半芳香族PA的改性研究也相對較少,尤其是導(dǎo)電導(dǎo)熱方向的改性研究較為缺乏。
基礎(chǔ)理論研究的不斷深入為半芳香族PA材料的進步提供了理論依據(jù)。未來各種多樣性、功能化的半芳香族PA及其改性材料也將不斷被研究和開發(fā)出來,滿足不同領(lǐng)域的各種需求。加強對高性能半芳香族PA的研究和開發(fā),盡快使之工業(yè)化并國產(chǎn)化,打破國外的技術(shù)壟斷和封鎖,對于我國高分子工業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟的發(fā)展都具有極其重要的意義。