尼龙1014的合成与表征

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尼龙具有良好的综合性能,属于五大工程塑料之一,广泛应用于现代生活的各个领域,包括汽车工业、化工设备、电子工业以及体育用品等方面。其中,长碳链尼龙凭借其优异的综合性能已成为新型工程塑料的重点发展方向。  尼龙1014是一种新型长碳链尼龙,有关其合成和性能的研究报道较少,本文以十四碳二元酸和癸二胺为原料,成功合成了尼龙1014。利用多种方法对尼龙1014的结构与性能进行了表征,获得了丰富的试验数据,为以后的深入研究提供了重要依据。主要内容如下:  (1)对尼龙1014力学性能进行测试,其拉伸强度为47.6MPa,断裂伸长率为328%,弯曲强度为37.2MPa,缺口冲击强度为7.2kJ/mol。从上述测试结果可以看出尼龙1014是一种性能优异的新型长碳链尼龙品种。  (2)采用DSC研究了尼龙1014的结晶与熔融行为,结果表明,尼龙1014在熔融过程中存在多重熔融现象,且升高结晶温度与延长结晶时间均有利于提高晶体的完善程度。采用WAXD研究了退火温度对尼龙1014晶型的影响,当退火温度低于140℃时,易于形成?晶型;当退火温度升高至140℃后,易于形成?晶型。采用PLM研究了尼龙1014的结晶形态,研究发现,随着结晶条件的改变,会形成负光性放射状等不同形态的球晶。  (3)采用TG研究了尼龙1014的热降解性能,研究发现,在氮气环境下,尼龙1014的热降解过程为一步反应,其热降解过程符合无规断裂机理。通过Kissinger方程和Flynn-Wall-Ozawa方程求得了尼龙1014的热降解活化能分别为217.9kJ/mol和218.7kJ/mol。  (4)采用DSC研究了尼龙1014的结晶动力学,研究发现,尼龙1014等温结晶过程的Avrami指数约为4,晶体主要进行三维生长。尼龙1014的非等温结晶过程的Avrami指数的范围很大,可分为主结晶期和次结晶期两个阶段,说明非等温条件下尼龙1014不止一种晶体成核机理和晶体生长方式。通过Arrhenius方程和Kissinger方程求得尼龙1014的等温和非等温结晶过程的活化能分别为-157.5kJ/mol和-183.9kJ/mol。  (5)采用DMA研究了尼龙1014的动态力学性能,研究发现,尼龙1014存在多重的松弛转变。这些松弛转变主要分为三种,从高温到低温依次记为α、β和γ转变。在50℃附近是α转变峰,在-56℃附近是β转变峰,在-121℃附近是γ转变峰。
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