半芳香尼龍12T作為一種新型的長碳鏈耐熱聚酰胺,是由長碳鏈十二碳二元胺與芳香族二元酸對苯二甲酸經(jīng)高溫高壓縮聚而成。因其極佳的尺寸精度以及耐熱性能、耐化學性,因此可以作為一個廣泛適用于汽車、機械、電子電氣工業(yè)中耐熱制件的理想工程塑料。同時,對于在特殊條件比如短期高溫下必須保持結構完整性的制件,尼龍12T也是比較理想的選擇。然而老化是高分子材料的通病,是不可逆的化學反應,高分子材料從合成開始,再到制品的成型加工和保存,以及最終在一定的環(huán)境下使用,老化無時無刻不在進行,老化會破壞高分子材料的分子結構,導致各種性能變差。特別是對于一些淺色制品來說,在老化過程中顏色變黃更為致命。黃變是高分子材料發(fā)生老化的宏觀表現(xiàn),是高分子材料內(nèi)部結構發(fā)生改變、性能發(fā)生變化的一個重要信號。因此對高溫尼龍12T在老化過程中的黃變機理進行研究,并采取及時有效的耐黃變措施以延長使用壽命顯得極為重要。本課題首先探究了純樣的高溫尼龍12T在熱老化和熱氧老化過程中的顏色變化,對老化前和老化不同時間的尼龍12T進行紅外光譜測試,結果表明隨著尼龍12T在熱氧老化箱中時間的延長,波數(shù)為1715 cm-1附近的羰基伸縮振動吸收峰越來越強,羰基指數(shù)隨著熱氧老化時間的延長而增加,黃色指數(shù)和色差也隨老化時間的延長而增大,最后趨于平緩。而尼龍12T在260 ℃真空條件下熱老化隨著時間的延長黃色指數(shù)幾乎不變,熱老化5天黃色指數(shù)僅達到10,與在170℃熱氧老化1小時相當,說明氧氣是使尼龍12T變色的主要因素,隨著尼龍12T主鏈上生成的酰亞胺,共軛結構的形成而使電子躍遷所需能量降低,吸收波長移至可見光區(qū)的藍紫光,宏觀顏色就是尼龍材料變黃。為了提高尼龍12T的耐黃變性能,拓展其在LED燈等方面的應用。本論文在材料聚合階段采用了不同的方法探索對其耐黃變性能的影響。首先是選擇合適的抗氧劑防老化體系,研究了不同抗氧劑和用量對尼龍12T耐黃變的影響,實驗結果表明使用主抗氧劑1098和輔助抗氧劑s9228復合體系能明顯的改善尼龍12T的耐黃變性能,兩者表現(xiàn)出了較好的協(xié)同效應;其次是對尼龍12T未反應完全的活潑端基進行消活穩(wěn)定處理,研究了不同封端劑及其用量對尼龍12T耐黃變性能的影響,結果表明環(huán)己烷甲酸作為封端劑能大幅提高尼龍12T的耐黃變性能;最后把耐黃變效果較好的封端劑和抗氧體系組合使用,制備出抗黃變性能優(yōu)異的改性尼龍12T,使其滿足LED燈等對材料白度的要求。
【學位單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ323.6
【部分圖文】：

?無氧老化?有鈑老化??圖２．３尼龍１２Ｔ老化前和在無氧、有氧條件下的樣品照片??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｎｙｌｏｎ?１２Ｔ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｇｉｎｇ?ａｎｄ?ｕｎｄｅｒ?ａｅｒｏｂｉｃ?ａｎｄ?ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??圖２．４是尼龍１２Ｔ樣品在熱氧老化箱１７０?°Ｃ加速老化不同時間的照片，可以??發(fā)現(xiàn)隨著熱氧老化時間的增加，樣品逐漸變黃且顏色加深直至變黑，利用分光測??色儀測試尼龍１２Ｔ老化前后表面的亨特白度和黃色指數(shù)。??ｍｉ??圖２．４尼龍１２Ｔ老化不同時間的樣品照片??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ｓａｍｐｌｅ?ｐｈｏｔｏ?ｏｆ?ｎｙｌｏｎ?１２Ｔ?ａｇｉｎｇ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｉｍｅｓ??２０??

圖２．３尼龍１２Ｔ老化前和在無氧、有氧條件下的樣品照片??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｎｙｌｏｎ?１２Ｔ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｇｉｎｇ?ａｎｄ?ｕｎｄｅｒ?ａｅｒｏｂｉｃ?ａｎｄ?ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??圖２．４是尼龍１２Ｔ樣品在熱氧老化箱１７０?°Ｃ加速老化不同時間的照片，可以??發(fā)現(xiàn)隨著熱氧老化時間的增加，樣品逐漸變黃且顏色加深直至變黑，利用分光測??色儀測試尼龍１２Ｔ老化前后表面的亨特白度和黃色指數(shù)。??ｍｉ??圖２．４尼龍１２Ｔ老化不同時間的樣品照片??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ｓａｍｐｌｅ?ｐｈｏｔｏ?ｏｆ?ｎｙｌｏｎ?１２Ｔ?ａｇｉｎｇ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｉｍｅｓ??２０??

Ｆｉｇｕｒｅ?２．５?Ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?Ｈｕｎｔｅｒ?Ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ?ａｎｄ?Ｙｅｌｌｏｗ?Ｉｎｄｅｘ?ｗｉｔｈ?Ｔｉｍｅ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?Ｎｙｌｏｎ?１２Ｔ??Ｔｈｅｒｍｏ－Ｏｘｙｇｅｎ?Ａｇｉｎｇ?（１７０?°Ｃ）??分光測色儀的測試結果如圖２．５所示，從圖中可以看出：在老化初期１０?ｈ??以內(nèi)黃色指數(shù)急劇增加，亨特白度迅速降低。隨著老化時間的延長亨特白度值為??逐漸減小，黃色指數(shù)逐漸增大。也就是說，隨著老化時間的延長，尼龍１２Ｔ逐??漸變暗、變黃、變黑；且在老化初期，樣品顏色變化明顯，老化一段時間后，顏??色變化趨于緩慢，最終成為黑色；樣品外觀顏色的變化必然伴隨著內(nèi)部分子結構??的改變，脂肪族尼龍材料中與氮相鄰的亞甲基上的碳－氫鍵通常被認為是最弱的??鍵，并且通過暴露于熱、氧和紫外光等條件在該碳上進行著復雜的氧化反應［８５］。??因此下文采用紅外光譜詳細分析了熱氧老化不同時間的尼龍１２Ｔ樣品表面的分??子結構變化。??２．３．２尼龍１２Ｔ老化前后的紅外譜圖分析??紅外吸收光譜法是研宄聚合物化學結構的一種十分重要的方法，特別是對聚??合物特定官能團的鑒定方面
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本文編號：2839825