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聚酰胺-64(尼龙-64)是一种高熔点的聚合物材料。与通常用的尼龙66相比,尼龙-64有许多优异性能,可作为工程塑料用于电子,电气及汽车等领域。然而,国内外对它的合成研究很少。本论文开展了用绿色介质超临界CO2 (SC-CO2)合成尼龙-64的研究。SC-CO2具有较低的临界温度和压力,具有类似液体的密度和气体流动性,能够对碳链或碳杂链聚合物产生溶胀和增塑作用,有利于促进端基官能团的反应活性。通过对尼龙-64的聚合反应研究,得到如下结论：1、使用SC-CO2介质,通过对不同工艺条件的探索,成功地合成出尼龙-64样品。对尼龙-64样品进行了化学结构表征和物理性能表征。测定了样品的特性粘度,其特性粘度在0.7-1.47范围,用DSC和TG测定了样品的热性能,样品的熔点在290℃～302℃,起始分解温度为322℃-420℃,表明样品具有较高的耐热性。2、在SC-CO2介质中,探索了不同合成工艺对一步法制备尼龙-64样品分子量的影响,包括一步两段法,一步三段法、逐步升温法等。通过逐步升温法得到的尼龙-64样品的特性粘度可达1.21,参考分子量为2.96万,熔点高达300℃。对不同预聚时间、后缩聚温度和压力等因素的考察表明,预聚时间1-2 h、后缩聚温度240℃～280℃和时间3 h为宜。随着压力增加,分子量上升。3、探讨了己二胺过量对尼龙-64盐的pH值和尼龙-64分子量的影响。己二胺过量3%～8%,,尼龙-64盐的pH值为7.35-8.15。当己二胺过量4%(pH值7.43)时得到的尼龙-64样品分子量最高。若在尼龙-64盐中加入一定量的水,则有利于避免尼龙-64盐在聚合初期的分解,可有效提高分子量。4、为了进一步提高分子量,探索了在SC-CO2中进行熔融-固相缩聚对尼龙-64分子量的影响。结果表明,固相缩聚温度为230℃、时间为4h时得到的分子量最高。例如,无水尼龙-64盐制备的尼龙-64样品的特性粘度为1.34(参考分子量为3.38万),熔点为302℃；而含50%水的尼龙-64盐制备的样品的特性粘度为1.47(参考分子量为3.80万)熔点为301℃。5、为打破密闭系统的缩聚平衡,进一步提高尼龙-64的分子量,提出在SC-CO2进行尼龙-64与纳米粒子协同合成的学术构思,成功地同时制备出尼龙-64和纳微米Si02粒子。样品的参考分子量可达2.84万,熔点为296℃。SiO的粒径在几百至几微米范围。6、用DSC对尼龙-64样品的非等温结晶动力学进行了研究。经Jeziorny修正的Avrami方程的处理表明,尼龙-64样品的非等温结晶过程明显分为两个阶段；对于主期结晶,冷却速率低于10℃／min时,主要是均相成核和三维增长；冷却速率为20℃／min时,晶粒的增长维度受阻,在二维和三维之间。在次期结晶阶段,晶粒主要是一维增长。对于相对结晶度为20%～80%的范围,用莫志深法得到的a值为1.26-1.33,F(T)值为6.35-13.02。用Kissinger法和Takhor法求得的尼龙-64样品非等温结晶的结晶活化能分别为-192.05kJ／mol和-172.61 kJ／mol。7、对尼龙-64样品熔融结晶形态的研究表明,降温速率快时,只有少量晶核产生；降温速度减慢时,有利于生成更完整的球晶。延长结晶时间,有利于大球晶的生长,例如,恒温3小时后得到的尼龙-64球晶的尺寸可达80μm-100μm。