长碳链尼龙(如尼龙11、尼龙12、和尼龙1212)具有强度高、柔韧性好、尺寸稳定性好、耐磨损等优点,因此被广泛应用于机械、电子电器、汽车、信息、航空航天等重要领域。如用于制造汽车用输油管、刹车管、医用软管、高档服装用热熔胶、家用电器等,是目前国内外重点研究发展的方向。在成功开发尼龙1212的基础上,我们又开展了用生物发酵的长碳链二元酸合成尼龙1311的研究工作。 本文的研究工作包括以下几个方面:一、尼龙1311的合成;二、尼龙1311的物理机械性能与动态力学性能;三、尼龙1311的结晶与熔融行为;四、尼龙1311的结晶动力学;五、尼龙1311的热降解过程与机理;六、尼龙1311的流变行为。主要相关内容及研究结果如下: 1.以生物发酵法得到的十三碳二元酸为原料在模拟工业设备上经过腈化(收率为88%)、胺化(收率为88%),并与以生物发酵法得到的十一碳二元酸中和成盐(收率为95%)、聚合(收率为90.1%)四个步骤合成了新型尼龙1311。对合成的中间和终端产品的结构用红外光谱和核磁共振进行了确认。 2.将尼龙1311粒料用注射机注射成各种标准试样,分别进行物性参数、力学性能、电性能、热性能的测定,其结果列于下表。从下表可以看出,尼龙1311具有良好的物理机械性能,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弯曲弹性模量等性能和尼龙12相当,吸水率明显小于尼龙12;弯曲模量、冲击强度和尼龙11相当,断裂伸长率明显高于尼龙11,同时具有良好的电性能和热性能。综合分析可以看出尼龙1311是一种性能优良的新型工程塑料。 3.用偏光显微镜(PLM)研究了从T_g～T_m范围等温熔体结晶时尼龙1311的球晶形态与生成条件,发现随结晶条件不同,可生成不同形态的结晶。结果显示,在玻璃化转变温度和熔融温度之间,没有观察到正球晶,仅仅观察到放射状负球晶和放射状混和球晶。通过DSC对尼龙1311的熔融行为进行了研究。尼龙1311样品经过不同的热处理后,其熔融行为发生较大的变化,出现了两个熔融峰,低温熔融峰与等温结晶温度相近,这主要是由于一些高聚物分子链形成的不规整晶体,其晶体完善程度较差,在熔融过程中,当温度升高到该等温结晶温度时即发生熔融,出现—熔融峰。