[發明專利]脂肪族直鏈聚酰胺與聚硅氧烷嵌段共聚物及其制備方法

在審

• 申請號: 201811325422.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109384930A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 崔喆;付鵬;趙清香;劉民英;呂玲玲;郭俊
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08G77/455
• 分類號: C08G77/455
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田小伍

本發明涉及一種脂肪族直鏈聚酰胺與聚硅氧烷嵌段共聚物及其制備方法。該共聚物由雙端羧基封端的脂肪族直鏈聚酰胺預聚體和端氨基或端羥基聚硅氧烷預聚體共聚得到。同時本發明還公開了其制備方法，該制備方法所制得的共聚物可直接進行熔融加工，具有良好的低溫機械性能和優異的生物相容性，可廣泛應用于運動器材和醫用器械的生產制造。

技術領域

本發明屬于化合物及其制備技術領域，具體涉及一種脂肪族直鏈聚酰胺與聚硅氧烷嵌段共聚物的制備方法。

背景技術

脂肪族直鏈聚酰胺具有密度小、耐藥品性能優異、耐腐蝕、耐磨損、抗疲勞等優點，而被廣泛的應用在汽車、機械、電子電器、包裝、光纖電纜、軍工等領域；但是伴隨著我國的經濟發展，對高性能材料、高附加值產品的需求越來越大，單一組分的聚酰胺遠不能滿足應用的需求，必須通過改性的方法克服其吸水率大，低溫強度低，尺寸穩定性差的缺點，以拓展其使用領域。聚硅氧烷作為有機硅材料的一個重要組成部分，被廣泛的用于各種材料的改性其因主鏈中含Si-O鍵而具有優異的熱穩定性、耐氧化性、低表面能、疏水性、低介電性、較高的氧氣透過性和血液相容性等性能。將PDMS引入到聚合物中能夠顯著的提高材料的疏水性和熱性能及材料的低溫強度。

現有的聚酰胺/有機硅體系，主要分兩類，一類為物理共混，經由相容劑的作用獲得二者的合金材料，一類為經由端基的官能團反應獲得化學改性材料。現有經由端基的官能團反應獲得化學改性材料均為經由異氰酸酯改性的聚硅氧烷為結構主體與官能團封端的聚酰胺反應獲得共聚物，所涉及反應過程溫度較低，產物容易出現交聯。

發明內容

本發明的目的在于提供一種脂肪族直鏈聚酰胺/聚硅氧烷嵌段共聚物，同時提供其制備方法為本發明的又一發明目的。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種脂肪族直鏈聚酰胺與聚硅氧烷嵌段共聚物，該共聚物由雙端羧基封端的脂肪族直鏈聚酰胺預聚體和端氨基或端羥基聚硅氧烷預聚體共聚得到，其結構單元的結構式為：

式中，R₁、R₄為獨立的C_l-C₃₀的亞烷基、亞環烷基或亞芳基及其衍生物，R₂、R₃為獨立的H、C_l-C₃₀的烷基、環烷基或芳基及其衍生物，A為O或NH，n₁、n₂獨立的為2～18的整數，n₃為1～200的整數，x、y獨立的為1～200的整數。

所述的脂肪族直鏈聚酰胺與聚硅氧烷嵌段共聚物的制備方法，包括以下步驟：

1)將雙端羧基封端的脂肪族直鏈聚酰胺預聚體和端氨基或端羥基聚硅氧烷預聚體加入到反應釜中；

2)在惰性氣體氣氛下，體系升溫至120～180℃下保溫1～4h，繼續升溫至180～280℃下反應2～6h后放氣，對體系抽真空并于真空條件下保持1～4h即可。

脂肪族直鏈聚酰胺預聚體的端基和聚硅氧烷預聚體的端基等摩爾。

升溫速率為5～20℃/min，放氣時間為0.5～2h。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：

(1)提供了一種結構新穎的尼龍/聚硅氧烷嵌段共聚物；而最終得到的脂肪族直鏈聚酰胺與聚硅氧烷嵌段共聚物可直接進行熔融加工，具有良好的低溫機械性能和優異的生物相容性，可廣泛應用于運動器材和醫用器械的生產制造。

(2)本發明基于嵌段聚酰胺的基本合成過程出發，設計了直接熔融共縮聚獲得脂肪族直鏈聚酰胺/聚硅氧烷嵌段共聚物的方法，其聚合過程解決了有機硅容易分相析出導致反應程度低的問題。整個制備方法簡便易行，便于工業推廣及應用。