松节油合成聚酰胺材料及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

松节油组份分子可以提供多元环及桥环结构，具有与石油基脂环族化合物相似的刚性和化学稳定性，而环外或环内双键具有活泼的化学反应性能，使松节油及其衍生物在众多领域具有替代石化资源的潜质。PA具有良好的耐磨损性、耐化学药品腐蚀性和自润滑性，且摩擦系数低，但易燃。本课题主要针对聚酰胺材料存在的一些缺点，以松节油衍生物为原料，设计合成松节油基聚酰胺材料，并主要研究其阻燃性能。

2. 国内外研究现状分析

国内外关于聚酰胺改性研究中一般采用物理和化学改性。物理改性包括共混、异形、静电和复合改性,化学改性包括接枝、共聚、交联和络合,生物改性包括生物酶改性及生物基聚酰胺的合成，现阶段利用物理或者化学改性的方法,制备具有阻燃、亲水、抗静电和抗紫外聚酰胺材料。包括聚酰胺与聚烯烃、弹性体共混改性及聚酰胺与无机颗粒、晶须、纳米材料填充改性。李刚辉等人以咪唑为封闭剂制备出封闭聚氨酯(BPU),用BPU代替部分环氧氯丙烷(ECH)与聚酰胺多胺反应得到改性PAE纸张，结果w(ECH)为25.71%时,纸张湿抗张指数和湿强度保留率分别达到7108Nm/g和3316%，表明异氰酸酯基团对提高湿强性能更有效。N -甲 基吡咯类聚酰胺与DNA的相互作用，David. M. Chenoweth and PeterB.Dervan发现寡聚酰胺分子主要是通过反平行成对的N-甲基吡咯和N-甲基咪唑的氨基酸残基与DNA 的碱基作用而对DNA进行识别的。马兴元等人通过合理的超细纤维酶法水解改性技术，利用1398蛋白酶对聚酰胺超细纤维表面进行水解，以增加超细纤维上的亲水基团，改变纤维结构，改善超细纤维合成革性能，当玻璃纤维用量约为30%时，拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别增长了45.8%、100.1%、57.1%和110.4%,冲击强度为5.3kJcm-2。周雪琴等人采用环氧树脂改性OMMT , 得到有机化改性的OMMT，然后通过熔融插层法制备纳米复合材料,结果表明经改性后的OMMT层间距明显增加，OMMT含量增加，拉伸强度可达76MPa,弯曲模量达到3.462GPa,热变形温度为134℃;PA6/OMMT复合材料失重10%时的温度为422℃,比纯PA6提高16℃。P.R. Hornsby等人发现,Mg( OH)2对PA-6的阻燃效果，明显优于对PA-66的阻燃效果。含60% Mg(OH)2的PA-6和PA-66的LOI值分别提高了205%和120%。含59%Mg(OH)2的PA-6的LOI值为70.0，达到UL94 V-O级(3 mm);而含Mg(OH)2 59.5%的PA-66, LOI仅为57.4，达UL94 V-2级(3 mm)。采用氯化亚锡(SnCl2) /聚氨丙基苯基倍半硅氧烷(PAPSQ)复合阻燃剂阻燃改性尼龙6 (PA6)。当SnCl2用量为4%，PAPSQ用量为18时，PA6的LOI为318，PA6的释热速率、总释热量和有效燃烧热均明显下降，PAPSQ 对SnCl2有协同阻燃效果。

国内外很多制造厂从事开发新的协同体系，即将多种阻燃剂复配,降低阻燃剂用量，提高阻燃性能。既降低了材料价格,又减少了物理力学性能损失。添加单或多种阻燃剂复配和其它阻燃助剂改善尼龙的阻燃性，减少阻燃剂对材料机械、电学性能等的不良影响，实现阻燃剂的低毒甚至无毒化。

3. 研究的基本内容与计划

以松节油衍生物，如崁烯、丙烯酸异冰片酯等为原料，合成松节油基丙烯酰胺单体，再进一步合成聚酰胺材料。考察反应温度、反应时间、引发剂用量等因素对材料性能的影响，同时对合成材料的力学性能、热稳定性、溶胀性、吸水性进行检测。采用FT-IR（傅氏转换红外线光谱分析）、核磁共振、LC-MS（液相色谱质谱联用仪）、X-射线衍射、元素分析等对其结构进行表征。

4. 研究创新点

用天然植物松节油制备聚酰胺材料，由松节油基新型聚酰胺材料的特质出发，研究与其分子结构间的构效关系，重点研究功能材料中的阻燃机理。

创制松节油基聚酰胺高分子材料，拓展松节油资源提质增效利用途径。