專利名稱：生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺pa10i及其合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI及其合成方法。
背景技術：
中國是脂松香的生產大國，脂松香為再生性的天然化工原料，其含有90%左右的樹脂酸和10%左右的酯和不可皂化物質。樹脂酸中主要成分為具有共軛雙鍵的揪酸，而揪酸分子結構中的共軛雙鍵不在同一脂環(huán)內，因此不能與馬來酸酐等雙鍵化合物進行Diels-Alder反應，但在高溫下揪酸通過異構化平衡反應可轉化為海松酸。而海松酸通過與馬來酸酐進行Diels-Alder反應得到馬來海松酸酐。最后，馬來海松酸酐在常溫下與亞硫酰氯反應得到馬來海松酸酰氯。 中國是蓖麻油的生產大國，蓖麻油為再生性的天然化工原料，其主要成分為蓖麻油酸三甘油酯。1，10-癸二胺的制備過程如下蓖麻油先經過水解得到蓖麻油酸，然后加堿裂解與酸化得到1，10-癸二酸，最后加氫胺化后得到1，10-癸二胺。聚酰胺酰亞胺是具有重要的工業(yè)和商業(yè)價值的聚合物，其常用于耐火織物領域中或耐高熱性的注射部件領域中。聚酰胺酰亞胺的分子主鏈上同時含有酰胺和酰亞胺兩種單元結構，因而其具有聚酰亞胺的耐熱性能和聚酰胺的易加工性能，是一種具有良好耐熱性、高溫剛性、尺寸穩(wěn)定性及低吸水率的高性能工程塑料。芳族聚酰胺酰亞胺是具有優(yōu)異力學性能的聚合物，但其難以通過熔融的途徑進行加工，而半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺更容易成型，其具有脂族聚酰胺的流動性優(yōu)異特點，并且其具有比脂族聚酰胺更好的力學和熱學性能。通常聚酰胺酰亞胺的合成機理為溶液聚合，即在有機溶劑的溶液中聚合。有機溶劑在使用過程中有較大缺點，一方面，聚合物合成后其溶劑回收需要附加步驟，并且聚合物在非良溶劑中的沉淀、聚合物的洗滌所使用的有機溶劑的回收也需要附加步驟；另一方面，某些溶劑是有毒性的，因此對人體和環(huán)境具有危險性。以熔融聚合機理合成聚酰胺酰亞胺的方法目前并未有相關報道。
發(fā)明內容
基于此，本發(fā)明提供了一種生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法。—種生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，包括以下步驟(I)以脂松香與蓖麻油為原料，分別制備馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺，干燥；(2)將干燥后的馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺按摩爾比I :0. 85 I. 15加入攪拌式聚合反應器中，抽真空l_30min后通惰性氣體l_30min，如此循環(huán)1_20次，控制聚合反應器內的系統(tǒng)壓力為0. 1-0. 3MPa ；(3)對聚合反應器密閉加熱至110-140°c，調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為0-500r/min后，控制聚合反應器內的壓力為I. 1-1. 3MPa，對反應物保溫保壓0. 5_24小時，放氣至常壓；
(4)再對聚合反應器加熱到250-310°C，并調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為0-200r/min后，恒溫后持續(xù)抽真空1-24小時，反應結束，即得。在其中一些實施例中，所述步驟(2)為將真空干燥后的馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺按摩爾比I :1.01 I. 10加入攪拌式聚合反應器中，抽真空2-15min后通惰性氣體2-15min，如此循環(huán)4_8次，控制聚合反應器內的系統(tǒng)壓力為0. 1-0. 3MPa。反應前通惰性氣體目的是降低副反應發(fā)生的概率。在其中一些實施例中，所述步驟(3)為對聚合反應器密閉加熱至120_130°C，調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為100-300r/min后，控制聚合反應器內的壓力為I. 1-1. 3MPa，對反應物保溫保壓1-3小時，放氣至常壓。在其中一些實施例中，所述步驟(4)為再對聚合反應器加熱到270-300°C，并調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為25-lOOr/min后，恒溫后持續(xù)抽真空3_10小時，反應結束，即得。反應過程中抽真空的目的是把縮聚反應中產生的水除去，有利于聚合反應正向進行。
在其中一個實施例中，所述惰性氣體為氮氣。本發(fā)明由馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺合成生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的反應方程式如下
權利要求
1.一種生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)以脂松香與蓖麻油為原料，分別制備馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺，干燥； (2)將干燥后的馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺按摩爾比I:0. 85 I. 15加入攪拌式聚合反應器中，抽真空l_30min后通惰性氣體l_30min,如此循環(huán)1_20次,控制聚合反應器內的系統(tǒng)壓力為0. 1-0. 3MPa ； (3)對聚合反應器密閉加熱至110-140°C，調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為0-500r/min后，控制聚合反應器內的壓力為I. 1-1. 3MPa，對反應物保溫保壓0. 5-24小時，放氣至常壓； (4)再對聚合反應器加熱到250-310°C，并調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為0-200r/min后，恒溫后持續(xù)抽真空1-24小時，反應結束，即得。
2.根據權利要求I所述的生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)為將真空干燥后的馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺按摩爾比I :I. 01 I. 10加入攪拌式聚合反應器中，抽真空2-15min后通惰性氣體2-15min，如此循環(huán)4-8次，控制聚合反應器內的系統(tǒng)壓力為0. 1-0. 3MPa。
3.根據權利要求I所述的生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，其特征在于，所述步驟(3)為對聚合反應器密閉加熱至120-130°C，調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為100-300r/min后，控制聚合反應器內的壓力為I. 1-1. 3MPa，對反應物保溫保壓1_3小時，放氣至常壓。
4.根據權利要求I所述的生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，其特征在于，所述步驟(4)為再對聚合反應器加熱到270-300°C，并調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為25-100r/min后，恒溫后持續(xù)抽真空3_10小時，反應結束，即得。
5.根據權利要求1-4任一項所述的生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣。
6.根據權利要求5所述的生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI的合成方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)以脂松香與蓖麻油為原料，分別制備馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺，干燥； (2)將真空干燥后的馬來海松酸酰氯與1，10-癸二胺按摩爾比I:1. 01 I. 10加入攪拌式聚合反應器中，抽真空2-15min后通氮氣2_15min，如此循環(huán)4_8次，控制聚合反應器內的系統(tǒng)壓力為0. 1-0. 3MPa ； (3)對聚合反應器密閉加熱至120-130°C，調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為100-300r/min后，控制聚合反應器內的壓力為I. l_1.3MPa，對反應物保溫保壓1_3小時，放氣至常壓； (4)再對聚合反應器加熱到270-300°C，并調節(jié)聚合反應器的攪拌速度為25-100r/min后，恒溫后持續(xù)抽真空3-10小時，反應結束，即得。
7.根據權利要求1-6任一項所述的合成方法合成得到的生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺PAlOI，其特征在于，所述PAlOI的結構式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物基長碳鏈半脂環(huán)族聚酰胺酰亞胺的合成方法。由脂松香與蓖麻油為原料，分別制備出的馬來海松酸酰氯與1,10-癸二胺，加入攪拌式聚合反應器中，抽真空后通惰性氣體；對聚合反應器密閉加熱，調節(jié)聚合反應器的攪拌速度后，對反應物保溫保壓，放氣至常壓；再對聚合反應器加熱，并調節(jié)聚合反應器的攪拌速度，恒溫后持續(xù)抽真空，反應結束，即得。本發(fā)明的合成方法基于熔融聚合的原理，整個合成過程不需要使用任何有機溶劑，因此，不需要附加步驟來回收有機溶劑，并且對人體和環(huán)境無毒害。合成的聚酰胺酰亞胺PA10I，其具有良好耐熱性、高溫剛性、尺寸穩(wěn)定性及低吸水率，可以用于工程塑料或膜材料等。
文檔編號C08G73/14GK102718968SQ20121020854
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者朱懷才, 王忠強 申請人:東莞市信諾橡塑工業(yè)有限公司