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摘 要

聚酯与聚酰胺在聚合物工业应用中有着明显的局限性，而聚酯酰胺兼具两者的优点被人们开发挖掘得以适应工业发展的需要。本文主要介绍了聚酯酰胺材料，详细讲述了聚酯酰胺的现状，理化性质，种类，反应过程中涉及的聚合机理、合成方式，表征方法以及工业应用。本文采用三种不同催化剂（己内酰胺溴化镁，己内酰胺钠，氢氧化钠），在活化剂（N-乙酰基-己内酰胺）的作用下，将经过预处理的单体己内酰胺加热至90℃熔融，并加入己内酯，在150℃-160℃下反应45min成功制备出一系列具有不同单体比例的聚酯酰胺。对产物用甲醇进行索氏提取，提取后的产物质量除以提取前产物的质量为产品产率。当ε-己内酯含量低于10mol%，己内酰胺溴化镁（CLA-MgBr）催化得到的聚酯酰胺产率在95%以上，NaOH催化合成聚酯酰胺产率随己内酯含量增加而减小。产物的核磁氢谱表征表明，三种催化剂催化得到的聚酯酰胺特征峰之比与单体投料比一致，产的行热重分析表征表明，制备的聚酯酰胺与纯尼龙的热性能有一定差异。

关键词：聚酯酰胺 产率 催化 表征

Synthesis of Polyester Amide

ABSTRACT

Polyester and polyamide in the polymer industry has obvious limitations, and polyester amide both the advantages of being exploited to be able to adapt to the needs of industrial development. In this paper, the introduction of polyester amide materials, the details of the status of polyester amide, physical and chemical properties, types, reaction process involved in the polymerization mechanism, synthesis, characterization methods and industrial applications. In this paper, the pretreated monomeric caprolactam was heated to 90℃ under the action of an activator (N-acetyl-caprolactam) using three different catalysts (caprolactam magnesium bromide, sodium caprolactam, sodium hydroxide) plus caprolactone, at 150℃-160℃ for 45min reaction successfully prepared a series of different monomer ratio of polyester amide. The product was subjected to Soxhlet extraction with methanol, and the mass of the product after extraction was divided by the mass of the product before extraction. When the content of ε-caprolactone is less than 10mol%, the yield of polyester amide catalyzed by caprolactam magnesium bromide (CLA-MgBr) is above 95%, and the yield of polyester can be increased with the increase of caprolactone small. The results show that the thermal properties of the prepared polyester amide and the pure nylon are different from those of the pure nylon, and the thermogravimetric analysis shows that the ratio of the characteristic peaks of the polyester amide catalyzed by the three catalysts is consistent with that of the monomer.

Key Words:Polyester amide; catalyst; Characterization; Yield

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 IV

1.1 前言 5

1.2 研究背景 5

1.2.1 聚酯和聚酰胺的现状 5

1.3 聚酯酰胺的研究进展 5

1.3.1 聚酯酰胺的种类 5

1.3.2 聚酯酰胺的理化性质 7

1.3.3 聚酯酰胺的应用 7

1.3.4 聚酯酰胺的合成研究 8

1.3.5 聚合机理 9

1.4 本课题的提出与意义 11

第二章 聚酯酰胺的合成 11

2.1 实验部分 12

2.1.1 实验试剂与实验提纯 12

2.1.3 主要器材 12

2.1.2 实验方法 13

2.1.3 表征方法 14

2.2 结果与讨论 14

2.2.1 实验现象 14

2.2.2 己内酰胺溴化镁为催化剂聚酯酰胺的产率 15

2.2.3 氢氧化钠为催化剂聚酯酰胺的产率 15

2.2.4 己内酰胺钠为催化剂聚酯酰胺的产率 16

2.2.5 表征 16

第三章 结论与展望 17

3.1 结论 18

3.2 展望 18

参考文献 18

致谢 21

第一章 文献综述

1.1 前言

随着尼龙和聚酯两类新材料在工业上的兴起，极大推动了合成纤维的发展。人们通过各种各样的方式来对它们的缺点进行改良，从而开始了聚酯酰胺的研究^[1]。聚酯酰胺作为一种新兴大分子链聚合物，包含了聚酯与聚酰胺的共同优点得以有着良好的应用前途。

1.2 研究背景

1.2.1 聚酯和聚酰胺的现状

随着工业飞速发展，聚酯与聚酰胺两类聚合物存在的缺点已经显著地暴露了出来。例如，对于聚酯来说，其良好的溶解性和抗压耐冲击强度有利于制备各种纤维材料和家用器具，而聚酯纤维吸湿性较差，容易吸附灰尘。与聚酯相比，聚酰胺却有着良好的吸水性和优良的力学性能，但其缺点也十分显著，刚性低并且容易产生形变。我们可以对他们的性质进行改良或将他们各自的优点通过某种途径进行合并以达到物尽其用的理念。科学家们将这两者的优点结合起来，即采用内酯和内酰胺共聚的方法，并成为了目前聚合物研究工作的一个热点^[2-4]。

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