全生物基聚酰胺510制备与FDY纺丝研究

采用一步成盐常压聚合法,实现了戊二胺、癸二酸直接制备聚酰胺510(PA510)。利用差示扫描量热仪、热重分析仪、接触角测量仪表征聚合物结构性能,通过熔融纺丝制备POY纤维,研究不同拉伸倍率下FDY纤维的力学性能。结果表明,“一锅法”制备的PA510树脂相对粘度可控、产物小分子含量低于0.3%,可满足纤维级树脂需求;树脂热分解起始温度高,在270℃下具有良好的相对粘度稳定性,有利于纤维加工;4000 m/min纺速下POY成纤性良好,随拉伸倍数增加断裂强度增加,拉伸倍数为1.5倍时,断裂强度可达6.00 cN/dtex,断裂伸长率仍可保留为17.4%,此时10%定伸长下弹性回复为97.0%,制备的PA510纤维具有优异的力学性能。

生物基聚酰胺510弹性体的制备及表征

以生物基戊二胺和癸二酸为单体采用熔融缩聚制备全生物基聚酰胺510。以双端羧基的聚酰胺510作为硬段,聚乙二醇为软段,采用两步熔融缩聚法制备生物基聚酰胺510弹性体。采用核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱表征聚酰胺510弹性体的化学结构;通过差示扫描量热仪和热重分析仪测试聚酰胺510弹性体的热性能;利用万能试验机测试力学性能。结果表明,聚酰胺510弹性体的熔点、结晶温度、起始热分解温度、最大分解速率温度分别为210,163,395,452℃,低于聚酰胺510的217,177,410,456℃;在热学性能表征中,与聚酰胺510相比,聚酰胺510弹性体具有宽的加工窗口;在力学性能上,聚酰胺510弹性体的拉伸强度为42.7 MPa,低于聚酰胺510的拉伸强度60.3 MPa,断裂伸长率为224%,高于聚酰胺510的172%,聚酰胺510弹性体的柔韧性要高于聚酰胺510;在流变性能分析中,聚酰胺510弹性体低于聚酰胺510的储能模量、损耗模量及复数黏度,这是因为聚乙二醇影响了聚酰胺510的晶型结构及晶型的完整性。

生物基聚酰胺510盐的制备及性能

文中以生物基戊二胺和生物基癸二酸2种单体替代石油基单体,选用无水乙醇或除氧水为成盐溶剂,制备了全生物基聚酰胺510(PA510)盐,分别对2种溶剂所制备的PA510盐进行测试对比,以红外光谱和核磁共振氢谱表征PA510盐的化学结构,用X射线衍射分析其癸二酸的残存含量,通过差示扫描量热、热重分析和偏光显微镜分析PA510盐的熔融温度及热分解行为,确定了PA510盐的预聚合温度范围。将2种溶剂所制备的PA510盐配置成浓度50%的盐-水溶液,在相同pH值和合成工艺条件下制备了PA510聚合物,并对聚合产物进行相对黏度和端基滴定测试。结果表明,2种溶剂所制备的PA510盐化学结构一致,熔点均为137℃,2种盐均可在150℃左右开始进行缩聚反应。2种PA510盐采用相同的聚合工艺,可制备相对黏度接近的聚合物PA510,因此选择用除氧水为成盐溶剂。

聚酰胺弹性体对生物基聚酰胺56和聚酰胺66共混物的增韧改性及其发泡行为研究

采用聚酰胺弹性体MH2030对生物基聚酰胺56/聚酰胺66(PA56/PA66)混合物进行增韧改性,并采用超临界CO_(2)间歇发泡技术制备了一系列不同的生物基PA56泡沫。研究了MH2030含量对PA56/PA66结晶性能、流变性能、力学性能及发泡性能的影响。结果表明,MH2030的加入提高了PA56/PA66材料的黏弹性和发泡性能,使结晶峰向高温方向移动,可能作为了体系的成核剂促进了结晶。MH2030使PA56/PA66材料的韧性增加、刚性降低,在添加20%(质量分数,下同)时材料的抗冲击强度最高,比未增韧时提高了30.4%。对MH2030增韧的PA56/PA66样品进行发泡及泡沫压缩测试,在MH2030含量为10%时,基于其较高的泡孔密度和较好的基体力学性能,得到了具有较小泡孔尺寸(19.24μm)和较高压缩强度(0.71 MPa)的微孔泡沫,比未增韧PA56泡沫的压缩强度高29.1%。

茜草色素对生物基聚酰胺56的染色性能

为探讨天然染料用于生物基聚酰胺56(PA56)的染色可行性,实现PA56的环保染色工艺,通过单因素实验,以染色后织物K/S值为指标,优化了茜草上染PA56织物的染色工艺条件。采用准一级和准二级动力学模型,研究了茜草上染PA56的染色动力学特性,分析了染液pH值及添加剂对染色动力学参数的影响。结果表明:当染液的pH值为4.2,染色温度为80℃时,染色保温40 min后可获得一定染色深度的茜草上染PA56织物;经不同金属离子媒染后,染色织物的色牢度和K/S值均有提高;茜草色素在PA56纤维上的染色吸附过程符合准二级动力学模型,随着染色温度的升高,染料平衡吸附量增加,半染时间缩短,扩散系数增大;在染色中加入元明粉或平平加O,或采用预媒染色,都不会改变茜草上染PA56的准二级动力学特征。

生物基半芳香族共聚酰胺PA5T/56与脂肪族聚酰胺PA56的性能对比

生物基聚酰胺PA56凭借其绿色低碳的原料来源以及与商业化PA66相近的综合性能而受到关注,但受限于脂肪族的柔性主链结构,无法满足高温场景下的使用需求。为解决上述问题,引入对苯二甲酸构筑生物基半芳香族共聚酰胺PA5T/56,对PA5T/56的结构及性能进行系统研究,并与生物基脂肪族聚酰胺PA56进行对比分析。红外光谱与核磁共振氢谱的表征结果验证了PA5T/56与PA56结构上的差异;相比PA56,PA5T/56具有更高的玻璃化转变温度(t_(g)=113℃)、更优的热稳定性(t_(d,5%)=392℃,t_(dmax)=423℃),以及更佳的热机械性能,同时其在高温下具有适宜加工的熔体黏度(<10^(3)Pa·s),这些优势赋予生物基半芳香族PA5T/56广阔的应用前景。

基于阿魏酸单体的生物基芳香聚酰胺合成制备及其应用

为满足轨道交通及新能源汽车领域热塑性复合材料基体树脂高性能与易加工的要求,通过结构设计合成一系列新型芳香聚酰胺。以生物质来源的阿魏酸为原料,通过亲核取代反应制备了一种新结构二元酸,并将其引入到热塑性聚酰胺的合成中,成功制备出系列高分子量芳香聚酰胺。这类芳香聚酰胺具有良好的加工能力,耐热性良好,力学性能优异,且分解时成碳含量高,有望成为轨道交通及新能源汽车领域的一种易加工、高强度、高阻燃复合材料基体树脂新选择。

多功能生物基聚酰胺56复合纤维的制备与性能

以纳米ZnO(nano-ZnO)为改性粒子、生物基聚酰胺56(PA56)为基体,引入可纺性优良的尼龙6,采用两步成型熔融纺丝技术共混纺丝,制备了多功能生物基ZnO/PA56复合纤维。采用SEM、FTIR、XRD、DSC和TGA对ZnO/PA56复合纤维进行了表征,考察了nano-ZnO质量分数对ZnO/PA56复合纤维性能的影响。结果表明,nano-ZnO在PA56基体中分散均匀,两者以物理共混方式相容;nano-ZnO在ZnO/PA56复合纤维中异相成核,降低了其力学性能和热稳定性,提高了其结晶温度,与PA56相比,质量分数为0.5%、1.0%和2.0%的ZnO/PA56复合纤维(分别记为PA56-0.5、PA56-1.0和PA56-2.0)结晶温度提高了1.1~5.2℃;最大失重温度降低了88.94~98.52℃;断裂强度降至3.32、3.22和3.06 cN/dtex。nano-ZnO明显提升了复合纤维的抗菌性、导热性和抗紫外线能力。PA56-0.5对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均为100%,明显优于PA56对两者的25%和41%的抑制率。PA56-0.5、PA56-1.0、PA56-2.0在加热50 s时温度可达137.0、136.0和128.0℃,优于PA56的121.0℃。140h紫外光辐照后,PA56-0.5、PA56-1.0和PA56-2.0的断裂强度下降率分别为73.2%、73.3%和69.9%,低于PA56的断裂强度下降率(79.8%)。

Fulgar推出Q-GEO生物基聚酰胺纱线

意大利Fulgar公司宣布推出一种新型生物基聚酰胺纱线Q-GEO。该公司表示,该产品开辟了纤维领域的新视野,标志着其在不断寻找能够将天然纤维的优势与高科技纱线的先进性能相结合的材料方面迈出了重要一步。Q-GEO生物基聚酰胺纱线由46%的生物基聚酰胺制成,该生物基聚酰胺来自太老或不再适合营养用途的非食用玉米,由不适合粮食作物生产的土地上进行工业种植获得。

生物基聚酰胺56材料的研究进展

生物基聚酰胺56是以生物基戊二胺和石油基己二酸为原料得到的一种新型的极具发展前景的生物基聚酰胺材料。本文分析了生物基聚酰胺56的结构特点所带来的性能优势,其物理性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐热性、吸湿性、柔软性以及染色性等都很优异。本文介绍了生物基聚酰胺56在工程塑料、纤维、纳米纤维膜等领域的应用,总结了目前国内生物基聚酰胺56的产业化现状,指出目前生物基聚酰胺56在研发及产业化过程中需要解决的问题,包括原料的稳定供应,聚合与纺丝工艺突破、生产过程节能减排、建立统一的产品检测评价标准等。

生物基聚酰胺56浸胶帘线的性能评价及应用进展

对生物基聚酰胺56(PA56)浸胶帘线的性能进行研究,并对其应用情况进行介绍。结果表明:PA56浸胶帘线具有较好的耐热性能、耐疲劳性能、粘合性能和动态力学性能;采用PA56浸胶帘线用作半钢子午线轮胎冠带层增强材料,生产从Q级到Y级的轮胎性能达到了采用传统石油基聚酰胺66浸胶帘线生产的轮胎水平,且具有降低碳排放的作用。

研究人员找到从农业废弃物中提取与制造生物基聚酰胺的新方法

塑料是日常生活中常见的一部分,但却带来了重大的环境问题,这主要是由于塑料来源于化石燃料,而且处理起来很麻烦。现在,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的 Jeremy Luterbacher 团队领导的一项研究揭示了一种利用可再生资源生产高性能塑料的开创性方法。这项发表在《自然 - 可持续发展》(Nature Sustainability)杂志上的研究介绍了一种利用从农业废弃物中提取的糖核制造聚酰胺的新方法,聚酰胺是一类以强度和耐久性著称的塑料,其中最著名的是尼龙。这种新方法利用了一种可再生资源,同时还能高效地实现这种转变,并将对环境的影响降到最低。

生物基聚酰胺510 POY纺丝成形工艺研究

以相对黏度2.5的生物基聚酰胺510(PA 510)为原料,通过高速纺丝制备PA 510预取向丝(POY),分析了PA 510的热性能,重点研究了PA 510切片干燥条件、纺丝温度、冷却条件、集束位置及卷绕速度对PA 510 POY纺丝成形稳定性的影响,并对PA 510 POY的力学性能进行表征。结果表明:PA 510的熔融峰值温度为217.3℃,PA 510的纺丝温度应高于218℃且低于其分解温度;在干燥温度80℃、干燥时间10 h的条件下,PA 510切片干燥后的含水率为265μg/g,满足纺丝工艺要求;控制纺丝温度252~254℃,侧吹风温度20℃、相对湿度大于等于85%、速度0.45 m/s,集束点距喷丝板距离900 mm,卷绕速度4300 m/min,纺丝稳定,卷绕成形好,制得的88 dtex/24 f PA 510 POY的断裂强度4.21 cN/dtex、断裂伸长率64.45%、条干不匀率1.01%。

阿科玛继续降低其生物基聚酰胺11(PA11)产品全球生产的碳足迹

阿科玛通过使用可再生或低碳能源,并通过在其生产基地进行几次能源效率改进,进一步将其生物基Rilsan聚酰胺11(PA11)产品的碳足迹减少46%,达到低于2 kg二氧化碳当量/kg。Rilsan聚酰胺11完全源自可再生蓖麻籽,是一种100%生物基聚合物。此外,氨基十一酸单体和下游聚合物的生产使用了相当大比例的低碳和可再生能源,包括电力和燃料。因此,阿科玛最近宣布与法国ENGIE签订生物甲烷供应协议,并在去年对其聚酰胺11生产基地进行了几次能源效率改进。

生物基聚酰胺及其单体研究进展

生物基聚酰胺是目前应用比较广泛的材料之一,因其具有低碳、环保、可持续性强等优点。基于生物基聚酰胺单体合成聚酰胺材料已成为高分子产业绿色可持续发展的重要方向。综述了各类生物基聚酰胺单体的种类和制备方法、研究进展,展望了生物基聚酰胺的应用和发展方向。

含呋喃环生物基芳香聚酰胺树脂的制备与表征

以生物基来源的呋喃二甲酰氯和3,4′-二氨基二苯醚为原料,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,通过低温溶液缩聚制备了高分子量的含呋喃环的芳香聚酰胺树脂(简称F树脂),并采用傅利叶转换红外光谱、核磁共振、高效液相色谱和乌氏黏度计对树脂的化学结构、分子量及其分布、比浓对数黏度进行了表征,并对其溶解性、热稳定性、阻燃性与间位芳纶进行了对比研究。结果表明,F树脂具有优异的耐热性与阻燃性能,与间位芳纶树脂相当,且具有良好的溶解性,有利于加工成型。同时,其原材料为生物质来源,属于环境友好和可持续发展材料,具有广阔的发展前景。

原位聚合生物基聚酰胺56-聚乙二醇复合物的制备及纤维成形

利用生物质原料研究可持续发展的聚合物及其制品已经成为学术界和产业界的热点。文中将聚乙二醇1000(PEG1000)进行端羧基改性,并与生物基聚酰胺56盐(PA56盐)和戊二胺共聚制备了不同PEG1000含量的PA56/PA56-co-PEG复合物。通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对复合物的分子结构进行了表征,通过四探针和接触角对聚合物膜的电阻率和亲水性进行了测定。将复合物进行熔融纺丝,研究了纤维的力学性能和保水性。结果表明,PA56/PA56-co-PEG复合物的热分解温度比PA56略有降低,但仍均远高于PA56的加工温度。并且复合物膜的电阻率达4×10^(4)Ω·cm,显示良好的抗静电性,加入18%PEG1000共聚后复合纤维的拉伸强度和断裂伸长率分别提高56.2%和100%,保水率提高了194.6%。

新型生物基聚酰胺的研究进展

聚酰胺具有优异的力学、耐热、耐磨和电绝缘等性能,是产量最大、品种最多、用途最广的一类通用工程塑料。然而,目前用于制备聚酰胺的单体依赖化石原料,面对全球变暖和石油资源枯竭等环境问题,迫切需要发展生物基聚酰胺,以满足双碳目标的国家战略需求。基于此,本文综述了近年来生物基聚酰胺合成的最新进展,包括采用脂肪族与芳香族两大类新型生物基单体合成聚酰胺的相关研究。概述了每种单体用于合成聚酰胺所经历的化学反应、用到的聚合方法、所制备聚酰胺的特殊性能等,并对涉及到的各种聚酰胺结构与性能做了简单总结,最后展望了生物基聚酰胺的发展方向。

生物基聚酰胺的制备与应用研究进展

综述了生物基聚酰胺的合成单体及聚酰胺的制备研究进展。根据生物质的来源不同,生物基聚酰胺的合成单体的制备路线主要分为油脂路线和多糖路线。其中,油脂路线使用最多的是蓖麻油,多糖路线以葡萄糖为主。对部分已商品化的生物基聚酰胺性能及应用进行了介绍,未来随着石油资源的萎缩,开发生物基聚酰胺具有非常广阔的发展及应用空间。

生物基聚酰胺56/聚酯混合帘线的开发

对生物基聚酰胺56(PA56)与聚酯混合帘线进行开发及性能研究。结果表明:通过设计生物基PA56和聚酯工业丝的纤度,选用不同类型的聚酯工业丝,控制混捻捻度,可以得到不同结构的生物基PA56/聚酯混合帘线,其浸胶帘线可满足不同性能要求;与采用锦纶66帘线冠带层的轮胎相比,采用生物基PA56/聚酯混合帘线冠带层的轮胎高速性能和耐久性能有所提升。