聚酰胺的合成方法和应用及其进展)

CONTENTS03040201聚酰胺（Polyamide),简称PA，俗称尼龙（Nylon)。大分子主链中含有重复结构单元酰胺基团的聚合物的统称，在晶体中呈现完全伸展的平面锯齿形结构。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。尼龙的化学结构通式基本有两种：⑴由ω-氨基酸自缩聚或它的内酰胺开环聚合制得：⑵由二元酸和二元胺缩聚制得：二元胺和二元酸或二元胺或二元酸中的亚甲基可以被环状或芳香族化合物取代，也可以是上述结构尼龙的共聚物。CH2CNHO()n-1pCH2NHNHCOCH2CO()m()np尼龙首先是作为最重要的合成纤维原料而后发展为工程塑料。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。根据主链结构可分为脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、全芳香族聚酰胺、含杂环芳香族聚酰胺、脂环族聚酰胺。聚酰胺一般可由氨基酸缩聚，内酰胺开环聚合或者由相应的二元酸与二元胺缩聚而成，属逐步聚合反应。聚酰胺有以下几种合成工艺路线：(1)二元酸和二元胺缩聚：如用己二酸与己二胺在乙醇中，以等摩尔比先制成66盐，在280℃和加压条件下缩聚即得PA66；用己二胺与癸二酸中和成盐，在加压下间歇或连续缩聚可得PA610；用己二胺与十二碳二酸可制得PA612。同样的方法可以制得PA46，PA1010等。•(2)由苯酚或环己烷开环聚合可制得聚酰胺6、聚酰胺12等。•(3)用ω氨基十一碳酸缩聚可得到PA11。而ω氨基十一碳酸可将十一碳烯酸与溴化氢加成再与氨作用制得。•(4)用聚酰胺作原料进行共聚可制得聚酰胺共聚物如PA6／66。•(5)用各种聚酰胺树脂共混，可以制得新的聚酰胺树脂。聚酰胺按原料的不同，命名分为以下4种情况：⑴由内酰胺开环聚合的尼龙,称为尼龙n,简写为PAn。通式为：如ε-己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为PA6，ω-氨基十一酸合成的聚合物为PA11。⑵由二元胺和二元酸缩聚得到的聚合物,称为尼龙mn,简写为PAmn，m为重复单元二元胺的碳原子数，n为重复单元中二元酸的碳原子数，通式为：1,6-己二胺和1,6-己二酸缩聚所得聚合物称为PA661,4-丁二胺和1,6-己二酸缩聚得到的聚合物称为PA46。CH2CNHO()n-1p⑶用重复的二胺或二酸的简称表示如间苯二甲胺(Metaxylylenediamine)简称为MXDA，间苯二甲胺与己二酸合成的聚合物称为尼龙MXD6；对苯二甲酸英文名为TerephthalicAcid，己二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为6T，壬二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为9T。⑷共聚尼龙是用上述方法命名的尼龙名称组合的，主要成分的尼龙名称放在前面。如尼龙6和尼龙66的共聚尼龙称为6/66；若主要成分为尼龙66，则称为66/6。(1)汽车工业汽车工业是聚酰胺工程塑料最大的消费市场。PA具有较好的机械性能和耐热稳定性，是制造强度高、耐热性好零件的理想材料。PA具有较好的耐热性，可经受汽车发动机运转等产生的高温和环境产生的高、低温变化；有优良的耐油性，可以经受汽车上使用的汽油、机油、齿轮油、制动油和润滑油；耐化学药品腐蚀，不受汽车冷却液、蓄电池液等的腐蚀；具有高强度，是汽车发动机、传动部件及受力结构部件的理想材料。⑵电子电气工业电子电气行业是PA的消费第二领域，是应用开发较早的领域。主要用途是空调、彩电、程控交换机、复印机、计算机的线圈骨架、接插件、接线柱、高压包、转动轮、小型变压器等部件；移动电话外壳、电器电源装置的高低压开关、继电器外壳等。⑶机械工业也是PA应用的主要领域。机械工业包括矿山机械、造纸机械、橡塑机械、纺织机械、轧钢机械、食品加工机械、机加工机械、搬运机械等众多产业。⑷办公和家用电器⑸包装工业包装工业(保鲜、贮存)使用PA是近年开发的一个热门领域。消费品市场中需求最大的是PA6薄膜。⑹交通运输拉链尼龙螺丝尼龙软管尼龙手套尼龙梳子尼龙布•我国聚酰胺工程塑料的主要消费市场是汽车工业、电子电器、机械部件、交通器材、纺织和包装领域，其中汽车工业是最大消费领域。随着汽车小型化、电子电气设备高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求急剧上升。但目前国内的生产企业数量少，规模较小，生产能力有限，产能供不应求。最致命的是生产技术薄弱，大多依靠从国外成套引进聚合设备和专利技术，发展受限。因此，亟待国内的生产企业及科研院所提高聚酰胺产品的自主研发能力，加大技术投入，奋起直追，以满足国内快速增长的市场需求。•汽车及电子电器行业的快速发展不仅对聚酰胺的需求量有要求，对各方面的性能也提出了更高的标准，然而尼龙的固有缺点限制了其应用领域。因此，需要采取适当的手段进行改性来提高某些性能，以满足相关行业发展的要求。目前的改性方法主要有增强、增韧、阻燃、导热、耐磨及合金化等，还需要进一步研究更实用、经济、有效的改性手段来实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。