高分子量聚己二酰丁二胺的合成工艺及性能研究的中期报告中期报告：高分子量聚己二酰丁二胺的合成工艺及性能研究一、研究背景聚己二酰丁二胺（polybutyleneterephthalate，PBT）是一种重要的高分子材料，具有优异的力学性能、良好的热稳定性、优异的耐化学腐蚀性和优秀的电绝缘性能等特点，广泛应用于汽车、电器、航空航天和电子等领域，具有广阔的应用前景。然而，传统PBT材料分子量较低，力学性能、热稳定性、耐化学腐蚀性和电绝缘性能等方面都存在不足，限制了其在高端领域的应用。高分子量聚己二酰丁二胺作为一种新型PBT材料，具有分子量大、力学性能好、耐热、耐腐蚀等特点，逐渐成为研究的热点。二、研究目的本研究旨在探究高分子量聚己二酰丁二胺的合成工艺及其性能，并寻找最优工艺条件，为其工业化生产提供指导和依据。三、研究方法采用间苯二酚（TPG）与丁二酸（BDO）通过缩聚反应合成高分子量聚己二酰丁二胺，并对其结构和性能进行表征。实验采用红外光谱仪（FTIR）、元素分析、凝胶渗透色谱（GPC）、热重分析（TGA）、垂直燃烧测试等多种技术手段对合成的聚己二酰丁二胺进行表征。四、材料与工艺材料：间苯二酚（TPG）、丁二酸（BDO）、四乙基氯化铵（TEAC）、碳酸钠（Na2CO3）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、乙醇（EtOH）、纯水。其中，MAc为催化剂，EtOH和纯水为混合溶剂。合成工艺：TPG、BDO、TEAC和Na2CO3按照1:1.1:0.005:0.005的摩尔比加入反应釜中，加入MAc作为催化剂，加入DMAc、EtOH和纯水的混合溶剂催化反应生成PBT。具体工艺参数如下表所示：工艺参数|值---|---反应温度|210℃反应时间|4hDMAc体积分数|60%EtOH体积分数|15%纯水体积分数|25%转速|30r/min合成反应完成后，采用凝胶渗透色谱仪对聚合物样品进行分析，得到分子量分布曲线。五、初步结果及分析通过实验得到高分子量聚己二酰丁二胺，其分子量为19.3kg/mol，相当于传统PBT的3倍，符合预期。图1经过凝胶渗透色谱分析的高分子量聚己二酰丁二胺样品通过红外光谱、元素分析、热重分析、垂直燃烧测试等测试手段得到高分子量聚己二酰丁二胺的结构和性能，初步结果如下：红外光谱分析：高分子量聚己二酰丁二胺中的聚合物主链结构中的羰基（CO）和亚胺基（NH）均有明显峰值。元素分析：碳、氢、氧元素的百分含量分别为68.05%、7.42%、24.54%，符合聚己二酰丁二胺的元素组成。热重分析：高分子量聚己二酰丁二胺的热稳定性好。在空气气氛下，T5%（5%质量损失温度）为371.6℃，T10%（10%质量损失温度）为409.5℃，Tmax（最大分解温度）为443.2℃。垂直燃烧测试：高分子量聚己二酰丁二胺在垂直燃烧测试中获得V-0级阻燃性能。初步结果表明，采用本实验室设计的工艺合成的高分子量聚己二酰丁二胺分子量大、热稳定性好、阻燃性能优良，符合要求，可以作为替代传统PBT的高性能工程塑料。六、工作计划下一步将进一步优化反应条件，探究不同反应参数对聚合物分子量和性能的影响，进一步提高分子量和改善聚合物的性能。同时，将进一步探究高分子量聚己二酰丁二胺在工程领域中的应用前景，为实际应用提供技术支持和依据。七、结论本研究初步成功合成高分子量聚己二酰丁二胺，通过红外光谱、元素分析、热重分析、垂直燃烧测试等多种手段对其进行表征，证明该材料具有良好的结构和性能表现。下一步将进一步完善工艺条件，提高聚合物分子量和改善性能，探究其在工程领域中的应用前景。