脂肪族聚酰胺俗称尼龙，因性能优异而广泛用于纺织、电器电子元件、家具、建材和薄膜等多种领域。聚酰胺分子链间的氢键作用是其结构与性能的决定性因素，因此，人们可以通过研究氢键密度和氢键结构对聚酰胺性能的影响而加深对聚合物结构与性能关系的理解，从而有望通过控制结构而达到驾驭材料性能的目的。例如，偶偶、偶和奇型聚酰胺的相邻分子链之间可以形成全部氢键，而奇奇、偶奇和奇偶聚酰胺则只能形成部分氢键，而长烷基链聚酰胺具有低熔点、低吸水率和高抗冲强度等特点，适用于制备对机械性能和尺寸稳定性要求较高的器材，具有极其广阔的应用前景。正是基于上述考虑，我们合成并研究具有长烷基链的新型脂肪族偶奇和奇奇聚酰胺。 本文以十一碳二酸作为单体，利用逐步升温的熔融缩聚法合成了奇奇和偶奇两个系列共十一种聚酰胺。测定了其溶液结晶和熔融结晶的晶体结构，研究了在升温的过程中，新型聚酰胺的晶型转变现象，讨论晶型转变的本质特征；以聚酰胺911为例，研究了其等温结晶和非等温结晶动力学，测定了其结晶活化能，平衡熔点和平衡熔融焓。具体为：1.以十一碳二元酸为二酸单体合成了新型脂肪族聚酰胺用逐步熔融缩聚法合成了基于十一碳二元酸的新型脂肪族奇奇和偶奇聚酰胺，包括聚酰胺1211，1111，1011，911，811，711，611，511，411，311和211；讨论了这些聚酰胺的聚合过程；并用红外光谱、拉曼光谱、元素分析、核磁共振等多种方法对合成材料的分子结构进行了表征；用热分析方法测试了新型聚酰胺的热性能；同时我们还初步研究了长烷基链新型聚酰胺的物理性能、力学性能和电学性能，发现其具有较低的密度，较好的拉伸强度，优异的韧性和较小的介电常数和介电损耗。 2.研究了新型聚酰胺的单晶形态及其晶体结构以1，4-丁二醇为溶剂培养了十一种新型聚酰胺的单晶，采用透射电镜研究了单晶的结晶形态，借助电子衍射和广角X射线衍射初步确定了它们溶液结晶晶体的晶型及晶胞参数。其中，奇奇聚酰胺中，聚酰胺1111属于单斜晶系，聚酰胺911，711，511和311属于六方晶系。在偶奇聚酰胺中，聚酰胺1211，1011，811，611和411属于单斜晶系，聚酰胺211属于六方晶系。并且分析了晶体中分子链之间的氨基和羰基形成氢键的方式，发现通过氨基和羰基的倾斜就可以使得新型脂肪族奇奇和偶奇聚酰胺的分子链全部形成氢键。 3.研究了新型聚酰胺的同质多晶现象比较了新型脂肪族聚酰胺在溶液结晶条件和熔融结晶条件下的晶体结构，发现熔融结晶的新型聚酰胺样品晶体结构与溶液结晶的样品存在差异。溶液结晶条件下容易形成较完善的单斜晶体，而熔融结晶条件下易形成规整度较差的γ晶型。 4.考察了新型聚酰胺的晶型转变行为利用变温广角X射线衍射跟踪了新型聚酰胺在升温和降温过程中的晶型变化，研究表明在相同的结晶条件下随烷基链长度的增加，聚酰胺的Brill转变温度降低；同时发现新型脂肪族聚酰胺的晶型转变过程是不可逆的，这与通常的偶偶聚酰胺是不同的。另外，研究了聚酰胺1211、1011和811随着退火温度的变化而发生的晶型转变。 5.探讨了聚酰胺Brill转变的本质特征利用原位跟踪的红外光谱跟踪了聚酰胺1011的Brill转变过程。在Brill转变过程中，根据对三种不同种类的红外吸收谱带随温度的变化关系的分析，发现新型脂肪族聚酰胺的Brill转变的本质是来自于酰胺基团间烷基链段的“局部熔融”。具体表现为：随着温度的升高，聚酰胺中的氢键逐渐减弱，部分氢键发生了离解，形成了自由的氨基和羰基；与氨基和羰基相连的C-CO和C-NH化学键的振动逐渐增强，其扭曲程度增大；酰胺键之间的亚甲基链段的活动增强，表现为“局部熔融”。 6.研究了聚酰胺911的结晶动力学过程和结晶热力学采用经典的结晶动力学理论对聚酰胺911的结晶动力学进行了研究。结果表明：Avrami方程能很好地描述聚酰胺911的等温和非等温结晶动力学过程，同时也利用了莫志深先生提出的方程来处理聚酰胺911的非等温结晶过程；测定了聚酰胺911的平衡熔点和平衡熔融焓，分析了聚酰胺911的等温结晶过程中的结晶方式，计算了其结晶活化能和折叠链功等参数。