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半芳香尼龙12T的黄变机理与耐黄变技术研究

发布时间:2020-10-13 23:08
   半芳香尼龙12T作为一种新型的长碳链耐热聚酰胺,是由长碳链十二碳二元胺与芳香族二元酸对苯二甲酸经高温高压缩聚而成。因其极佳的尺寸精度以及耐热性能、耐化学性,因此可以作为一个广泛适用于汽车、机械、电子电气工业中耐热制件的理想工程塑料。同时,对于在特殊条件比如短期高温下必须保持结构完整性的制件,尼龙12T也是比较理想的选择。然而老化是高分子材料的通病,是不可逆的化学反应,高分子材料从合成开始,再到制品的成型加工和保存,以及最终在一定的环境下使用,老化无时无刻不在进行,老化会破坏高分子材料的分子结构,导致各种性能变差。特别是对于一些浅色制品来说,在老化过程中颜色变黄更为致命。黄变是高分子材料发生老化的宏观表现,是高分子材料内部结构发生改变、性能发生变化的一个重要信号。因此对高温尼龙12T在老化过程中的黄变机理进行研究,并采取及时有效的耐黄变措施以延长使用寿命显得极为重要。本课题首先探究了纯样的高温尼龙12T在热老化和热氧老化过程中的颜色变化,对老化前和老化不同时间的尼龙12T进行红外光谱测试,结果表明随着尼龙12T在热氧老化箱中时间的延长,波数为1715 cm-1附近的羰基伸缩振动吸收峰越来越强,羰基指数随着热氧老化时间的延长而增加,黄色指数和色差也随老化时间的延长而增大,最后趋于平缓。而尼龙12T在260 ℃真空条件下热老化随着时间的延长黄色指数几乎不变,热老化5天黄色指数仅达到10,与在170℃热氧老化1小时相当,说明氧气是使尼龙12T变色的主要因素,随着尼龙12T主链上生成的酰亚胺,共轭结构的形成而使电子跃迁所需能量降低,吸收波长移至可见光区的蓝紫光,宏观颜色就是尼龙材料变黄。为了提高尼龙12T的耐黄变性能,拓展其在LED灯等方面的应用。本论文在材料聚合阶段采用了不同的方法探索对其耐黄变性能的影响。首先是选择合适的抗氧剂防老化体系,研究了不同抗氧剂和用量对尼龙12T耐黄变的影响,实验结果表明使用主抗氧剂1098和辅助抗氧剂s9228复合体系能明显的改善尼龙12T的耐黄变性能,两者表现出了较好的协同效应;其次是对尼龙12T未反应完全的活泼端基进行消活稳定处理,研究了不同封端剂及其用量对尼龙12T耐黄变性能的影响,结果表明环己烷甲酸作为封端剂能大幅提高尼龙12T的耐黄变性能;最后把耐黄变效果较好的封端剂和抗氧体系组合使用,制备出抗黄变性能优异的改性尼龙12T,使其满足LED灯等对材料白度的要求。
【学位单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:TQ323.6
【部分图文】:

照片,尼龙,照片,样品


?无氧老化?有鈑老化??图2.3尼龙12T老化前和在无氧、有氧条件下的样品照片??Figure?2.3?Samples?of?nylon?12T?before?aging?and?under?aerobic?and?anaerobic?conditions??图2.4是尼龙12T样品在热氧老化箱170?°C加速老化不同时间的照片,可以??发现随着热氧老化时间的增加,样品逐渐变黄且颜色加深直至变黑,利用分光测??色仪测试尼龙12T老化前后表面的亨特白度和黄色指数。??mi??图2.4尼龙12T老化不同时间的样品照片??Figure?2.4?Sample?photo?of?nylon?12T?aging?at?different?times??20??

照片,尼龙,无氧,照片


图2.3尼龙12T老化前和在无氧、有氧条件下的样品照片??Figure?2.3?Samples?of?nylon?12T?before?aging?and?under?aerobic?and?anaerobic?conditions??图2.4是尼龙12T样品在热氧老化箱170?°C加速老化不同时间的照片,可以??发现随着热氧老化时间的增加,样品逐渐变黄且颜色加深直至变黑,利用分光测??色仪测试尼龙12T老化前后表面的亨特白度和黄色指数。??mi??图2.4尼龙12T老化不同时间的样品照片??Figure?2.4?Sample?photo?of?nylon?12T?aging?at?different?times??20??

曲线,黄色指数,热氧老化,尼龙


Figure?2.5?Curve?of?Hunter?Whiteness?and?Yellow?Index?with?Time?before?and?after?Nylon?12T??Thermo-Oxygen?Aging?(170?°C)??分光测色仪的测试结果如图2.5所示,从图中可以看出:在老化初期10?h??以内黄色指数急剧增加,亨特白度迅速降低。随着老化时间的延长亨特白度值为??逐渐减小,黄色指数逐渐增大。也就是说,随着老化时间的延长,尼龙12T逐??渐变暗、变黄、变黑;且在老化初期,样品颜色变化明显,老化一段时间后,颜??色变化趋于缓慢,最终成为黑色;样品外观颜色的变化必然伴随着内部分子结构??的改变,脂肪族尼龙材料中与氮相邻的亚甲基上的碳-氢键通常被认为是最弱的??键,并且通过暴露于热、氧和紫外光等条件在该碳上进行着复杂的氧化反应[85]。??因此下文采用红外光谱详细分析了热氧老化不同时间的尼龙12T样品表面的分??子结构变化。??2.3.2尼龙12T老化前后的红外谱图分析??红外吸收光谱法是研宄聚合物化学结构的一种十分重要的方法,特别是对聚??合物特定官能团的鉴定方面
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本文编号:2839825

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