[发明专利]一种透明尼龙及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透明尼龙及其制备方法。所合成的透明尼龙具有吸水率低、尺寸稳定性优异、韧性好、易于加工、强度高等优良特性，具有很高的应用前景。

背景技术

自美国科学家卡罗瑟斯(Carothers)研制出世界上第一种合成纤维-尼龙后，因尼龙的综合优良特性，使其广泛应用于社会生产。随着社会化大生产进程的加快，对尼龙的需求将更高更大。

然而，在某些特殊场合，尼龙的诸如透明性差，吸水率高等缺点极大地限制了其应用领域。透明尼龙与一般尼龙相比具有透明性好等优势，不仅可用于饮料和食品包装，还可用作精密仪器、仪表、医药化工的包装材料，生产防潮、消震的软垫及发泡板材等，具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能。

现有透明尼龙主要有两类：芳香族透明尼龙和半芳香族透明尼龙。但芳香族透明尼龙，半芳香族透明尼龙因芳香族单体的存在，聚合温度高，易变色，合成过程较复杂，加工工艺也要求苛刻。

发明内容

本发明所要解决的是现有透明尼龙聚合温度高，易变色，合成过程复杂且加工工艺要求苛刻的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种透明尼龙，其特征在于，其含有支链烷基二胺单元和草酸单元。

优选地，所述的支链烷基二胺单元为三甲基六亚甲基二胺单元。

优选地，其还含有碳原子数为4～12的直链脂肪族二胺单元，且直链脂肪族二胺单元在所有二胺单元中的摩尔含量为1～50mol％。

优选地，所述的草酸单元源于草酸二酯，选自于草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二异丙酯、草酸二正丁酯、草酸二异丁酯或草酸二叔丁酯中的任意一种或多种。

优选地，以95％硫酸为溶剂，使用浓度为0.01g/mL的透明尼龙溶液在25℃下测定的相对粘度为1.2～6.0。

本发明还提供了上述透明尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：在惰性气流和30℃-120℃的温度下，将二元胺缓慢加入在草酸二酯中或者将草酸二酯加入到二元胺中，反应2-6小时后得到预聚物；其中二元胺为支链烷基二胺或支链烷基二胺混合物；

步骤2)：在常压或减压下，将预聚物熔融聚合2-5小时得到透明尼龙产物。

优选地，所述的支链烷基二胺单元是三甲基六亚甲基二胺单元。

优选地，所述的支链烷基二胺混合物为三甲基六亚甲基二胺与碳原子数为4～12的直链脂肪族二胺任意比例的混合物。

本发明提供的透明尼龙含有支链二胺单元和草酸单元。对于支链二胺单元，本发明并没有特别限制，但考虑到要破坏尼龙产物的结晶性能，保证尼龙的透明性，支链二胺以非对称性二胺为好；同样原因支链以2个及二个以上为好，以有不对称碳原子为好。优选为三甲基六亚甲基二胺。对于三甲基六亚甲基二胺，其既可以是2，2，4-三甲基六亚甲基二胺，也可以是2，4，4-三甲基六亚甲基二胺，还可以是二者的混合物。

本发明的透明尼龙中还可以引入直链脂肪族二胺单元。本发明对直链脂肪族二胺单元的种类也没有特别限制。一般以碳原子数为4～18的直链脂肪族二胺单元为好；当该单元成分选自碳原子数低于4时，将导致产物粘度过低；当该单元成分选自碳原子数高于18时，将提高二胺原料成本。优选碳原子数为4～12的直链脂肪族二胺单元，进一步优选为碳原子数为6～12的直链脂肪族二胺单元。

本发明中直链脂肪族二胺单元在所有二胺单元中的含量并没有特别限制，但考虑到要保证产物的透明性，要破坏尼龙产物的结晶性能，直链脂肪族二胺单元的含量不宜过高。一般以1～80mol％为好，优选为1～60mol％，进一步优选为1～60mol％，最优选为1～50mol％。

本发明对所述的三甲基六亚甲基二胺(2，2，4-和2，4，4-位的混合物)单元以外碳原子数为4～18的直链脂肪族二胺单元没有特别限制，但考虑到聚合的难易性及原料成本，一般优选为1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，9-壬二胺、1，11-十一烷二胺、1，12-十二烷二胺中的一种或多种。

本发明对所述草酸单元来源没有特别限制，但考虑到聚合的难易性，一般选择草酸二酯，优选为草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二异丙酯、草酸二正丁酯、草酸二异丁酯或草酸二叔丁酯中的一种或多种。