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    PA1010是我國特有的工程塑料品種，作為高結(jié)晶性的聚合物，它具有高強度、耐磨性、自潤滑、耐油和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良綜合性能，但它也存在缺口沖擊強度低和耐濕性能較差的缺點。本論文的主要工作是選取了兩種雙噁唑啉類擴鏈劑[1-3]（BOZ和PBO，分子式如式1所示）進(jìn)行研究，并著重對用BOZ擴鏈PA1010的反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得到了擴鏈劑用量的最佳點，探討了擴鏈產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性，并對擴鏈前后尼龍1010的端羧基含量進(jìn)行了測定。
    利用雙噁唑啉類擴鏈劑在哈克轉(zhuǎn)矩流變儀中對尼龍1010進(jìn)行擴鏈反應(yīng)的研究，所選取的兩種擴鏈劑中，BOZ的效果明顯優(yōu)于PBO。擴鏈后尼龍熔體的轉(zhuǎn)矩上升至空白樣品的4倍以上。擴鏈劑的用量存在最佳范圍，少則偶聯(lián)效果不充分，多則封端反應(yīng)加劇，如圖1所示。反應(yīng)溫度對擴鏈反應(yīng)速率的影響遵循阿累尼烏斯經(jīng)驗公式，抽提試驗檢測不到有凝膠的存在。反應(yīng)中熔體的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值后開始出現(xiàn)緩慢下降的情況，說明了擴鏈產(chǎn)物在長時間高溫的反應(yīng)條件下斷鏈的可能，即擴鏈反應(yīng)所需時間需要根據(jù)工藝條件的需要選擇最佳范圍。擴鏈產(chǎn)物端羧基含量降至初始值的10～20％，證明擴鏈反應(yīng)通過噁唑啉環(huán)與羧基加成進(jìn)行。 通過一點法測定的擴鏈前后的極限粘度的對比，也說明了偶聯(lián)效果。用PBO進(jìn)行擴鏈時，熔體轉(zhuǎn)矩只上升至空白樣品的2倍左右，但擴鏈產(chǎn)物但熱穩(wěn)定性要優(yōu)于BOZ的擴鏈產(chǎn)物。BOZ和PBO的對比分析表明，BOZ擴鏈產(chǎn)物后期的斷鏈處位于擴鏈劑兩官能團的連接處。雙噁唑啉類化合物擴鏈尼龍的反應(yīng)屬線性擴鏈反應(yīng)。對關(guān)鍵因素的理論分析表明，尼龍端基的羧胺比是擴鏈反應(yīng)的關(guān)鍵外部因素，而擴鏈劑的反應(yīng)活性是其關(guān)鍵內(nèi)部因素，兩者共同決定了擴鏈效果。
    本研究還利用線性反應(yīng)的動力學(xué)模型[4]對實際的擴鏈反應(yīng)進(jìn)行了定性的分析、修正和模擬。理想模型不但可以解釋擴鏈劑用量最佳值的存在、擴鏈產(chǎn)物中偶聯(lián)產(chǎn)物和封端產(chǎn)物分率基本不變等實驗現(xiàn)象，并且可以對擴鏈反應(yīng)的關(guān)鍵因素的控制具有指導(dǎo)意義。修正后的模型更好地反應(yīng)了擴鏈反應(yīng)的實際情況，模擬結(jié)果顯示BOZ比PBO擴鏈效果明顯的原因在于兩點：一是BOZ的一個噁唑啉環(huán)的打開會提高另一個環(huán)的活性；二是聚合物熔融擴鏈系擴散控制過程，擴鏈反應(yīng)在有限反應(yīng)時間內(nèi)不可能進(jìn)行徹底。