高耐热共聚酰胺PA56T的直接固相聚合及结构性能研究

方赟; 王磊; 孙一; 程刊; 刘涛; 王学利; 俞建勇; 何勇

doi:10.11777/j.issn1000-3304.2025.25017

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高耐热共聚酰胺PA56T的直接固相聚合及结构性能研究

研究论文 | 更新时间：2025-07-08

- 高耐热共聚酰胺PA56T的直接固相聚合及结构性能研究
- Direct Solid State Polymerization and Structural Properties of High Heat Resistant Copolyamide PA56T
- 高分子学报 2025年56卷第7期页码：1192-1202
- 作者机构：
  
  1.东华大学，材料科学与工程学院先进纤维材料全国重点实验室，上海 201620
  2.东华大学，纺织科技创新中心，上海 201620
- 作者简介：
  
  E-mail: yhe@dhu.edu.cn
- 基金信息：
  
  魏桥教研创新基金(基金号 H2872307)
- DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2025.25017
  中图分类号：
- CSTR：32057.14.GFZXB.2025.7374
- 收稿日期：2025-01-10，
  
  录用日期：2025-03-05，
  
  网络出版日期：2025-04-18，
  
  纸质出版日期：2025-07-20
- 稿件说明：
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方赟, 王磊, 孙一, 程刊, 刘涛, 王学利, 俞建勇, 何勇. 高耐热共聚酰胺PA56T的直接固相聚合及结构性能研究. 高分子学报, 2025, 56(7), 1192-1202

Fang, Y., Wang, L., Sun, Y., Cheng, K., Liu, T., Wang, X. L., Yu, J. Y., He, Y. Direct solid state polymerization and structural properties of high heat resistant copolyamide PA56T. Acta Polymerica Sinica, 2025, 56(7), 1192-1202
方赟, 王磊, 孙一, 程刊, 刘涛, 王学利, 俞建勇, 何勇. 高耐热共聚酰胺PA56T的直接固相聚合及结构性能研究. 高分子学报, 2025, 56(7), 1192-1202 DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25017. CSTR： 32057.14.GFZXB.2025.7374.

Fang, Y., Wang, L., Sun, Y., Cheng, K., Liu, T., Wang, X. L., Yu, J. Y., He, Y. Direct solid state polymerization and structural properties of high heat resistant copolyamide PA56T. Acta Polymerica Sinica, 2025, 56(7), 1192-1202 DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25017. CSTR： 32057.14.GFZXB.2025.7374.

摘要

针对高耐热聚酰胺直接固相聚合(DSSP)中易出现二胺挥发、产率低以及分子量难于提升等问题，首先用对苯二甲酸二甲酯(DMT)分别和过量1

5-戊二胺(PDA)、1

6-己二胺(HMDA)酰胺化制备二酰胺二胺5T5和6T6，再以5T5、6T6与对苯二甲酸(PTA)成盐得到不同组成的5T5T/6T6T混合盐，最后采用直接固相聚合由混合盐成功制备了系列高黏高耐热共聚酰胺PA56T，并对其结构性能进行了研究，结果表明：采用二酰胺二胺的酰胺盐可以有效避免以往直接固相聚合过程中的二胺挥发，从而大幅提高耐热共聚酰胺的产率、分子量以及品质；改变组成可以有效调控共聚酰胺PA56T的综合性能，其熔点

随着6T含量的增加先降低后增加；共聚提升了耐热聚酰胺的热稳定性；6T含量40 mol%的共聚酰胺PA56T-40具有良好的综合性能，其熔点

、5 wt%失重温度

和拉伸强度分别高达310 ℃、440 ℃和95.2 MPa.

Abstract

To address the issues of diamine volatilization

low yield

and difficulty in increasing molecular weight during the direct solid state polymerization (DSSP) of high-temperature-resistant polyamides

this study first used dimethyl terephthalate (DMT) to react with excess 1

5-pentanediamine (PDA) and 1

6-hexanediamine (HMDA) to prepare diamides diamines 5T5 and 6T6. Then

5T5 and 6T6 were reacted with terephthalic acid (PTA) to form different compositions of 5T5T/6T6T mixed salts. Finally

a series of high-viscosity

high-temperature-resistant copolyamides PA56T were successfully synthesized through direct solid state p

olymerization from the mixed salts. The structure and properties of PA56T were systematically investigated using FTIR

NMR

DSC

and TGA. The results indicate that using diamides diamines as amide salts can effectively prevent the volatilization of diamines during the direct solid-state polymerization process

thereby significantly improving the yield

molecular weight

and quality of the high-temperature-resistant copolyamides. By changing the composition

the comprehensive properties of the copolyamide PA56T can be effectively regulated. Its melting point (

) first decreases and then increases with the increase in 6T content. Copolymerization enhances the thermal stability of the high-temperature-resistant polyamides. The copolymer PA56T-40

with 40 mol% 6T content exhibits excellent comprehensive properties

with a melting point (

) of 310 ℃

a 5 wt% weight loss temperature (

) of 440 ℃

and a tensile strength of 95.2 MPa.

关键词

Keywords

references

Cao M. ; Zhang C. H. ; He B. ; Huang M. J. ; Jiang S. J. Synthesis of 2,5-furandicarboxylic acid-based heat-resistant polyamides under existing industrialization process . Macromol. Res. , 2017 , 25 ( 7 ), 722 - 729 . doi: 10.1007/s13233-017-5070-4 http://dx.doi.org/10.1007/s13233-017-5070-4

Gao Y. B. ; Yang T. T. ; Wang X. L. ; Chen J. Z. ; He Y. Novel alternating copolyoxamides with high crystallinity and heat resistance . J. Polym. Sci. , 2022 , 60 ( 10 ), 1610 - 1623 . doi: 10.1002/pol.20210882 http://dx.doi.org/10.1002/pol.20210882

Gao Y. B. ; Yang T. T. ; Xia Y. M. ; He Y. Synthesis and characterization of alternating copolyoxamide with high heat resistance and excellent crystallization property . Polymer , 2021 , 237 , 124385 . doi: 10.1016/j.polymer.2021.124385 http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2021.124385

Yagura K. ; Enomoto Y. ; Iwata T. Synthesis of fully divanillic acid-based aromatic polyamides and their thermal and mechanical properties . Polymer , 2022 , 256 , 125222 . doi: 10.1016/j.polymer.2022.125222 http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125222

Meng C. H. ; Liu X. C. Study on thermal degradation kinetics of bio-based semi-aromatic high-temperature polyamide PA5T/56 and the effect of benzene ring . Iran. Polym. J. , 2022 , 31 ( 5 ), 641 - 650 . doi: 10.1007/s13726-021-01018-4 http://dx.doi.org/10.1007/s13726-021-01018-4

贺爽爽 , 胡国胜 , 张静婷 , 刘冰肖 , 任星林 . 半芳香族聚酰胺合成与改性研究进展 . 工程塑料应用 , 2020 , 48 ( 10 ), 151 - 156 . doi: 10.3969/j.issn.1001-3539.2020.10.027 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1001-3539.2020.10.027

Zhang C. H. Progress in semicrystalline heat-resistant polyamides . e-Polymers , 2018 , 18 ( 5 ), 373 - 408 . doi: 10.1515/epoly-2018-0094 http://dx.doi.org/10.1515/epoly-2018-0094

马海军 , 徐燕 , 邵小群 , 王城 . PA66、PA610及PA46的可纺性研究 . 纺织报告 , 2024 , 43 ( 5 ), 1 - 4 .

李远远 , 胡国胜 , 张静婷 , 刘冰肖 , 张静雅 . PA6T共聚物的研究进展 . 化工新型材料 , 2019 , 47 ( 4 ), 9 - 12 .

Zhu R. L. ; Pu Z. J. ; Peng Q. X. ; Wang X. ; Zheng P. ; Wu F. ; Yu D. Y. ; Ni W. L. ; Chen K. L. ; Zhong J. C. Effect of addition of comonomer fdca on thermal, mechanical, and crystallization properties of bio-based semi-aromatic PA10T . Polym. Bull. , 2024 , 81 ( 18 ): 17109 - 17123 . doi: 10.1007/s00289-024-05514-4 http://dx.doi.org/10.1007/s00289-024-05514-4

Papaspyrides C. D. ; Porfyris A. D. ; Vouyiouka S. ; Rulkens R. ; Grolman E. ; Vanden Poel G. Solid state polymerization in a micro-reactor: the case of poly(tetramethylene terephthalamide) . J. Appl. Polym. Sci. , 2016 , 133 ( 14 ), 43271 . doi: 10.1002/app.43271 http://dx.doi.org/10.1002/app.43271

吴红枚 , 蒋一成 , 梁振辉 , 王榆元 . 低温溶液缩聚法制备聚间苯二甲酰对苯二胺 . 塑料工业 , 2020 , 48 ( 4 ), 15 - 19 .

王敏 , 韩斌 , 刘新新 , 黄森彪 , 潘家永 . 耐高温尼龙的发展与应用 . 工程塑料应用 , 2022 , 50 ( 3 ), 170 - 175 .

刘羽玲 , 贺爽爽 , 刘冰肖 , 李媛 , 崔林晖 , 谭善兴 , 刘显勇 , 王忠强 , 张慧斌 . 耐高温PA5T/55的制备及性能 . 工程塑料应用 , 2024 , 52 ( 4 ), 55 - 60 . doi: 10.3969/j.issn.1001-3539.2024.04.009 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1001-3539.2024.04.009

Wolffs M. ; Cotton L. ; Kolkman A. J. ; Rulkens R. New sustainable alternating semi-aromatic polyamides prepared in bulk by direct solid-state polymerization . Polym. Int. , 2021 , 70 ( 5 ), 546 - 554 . doi: 10.1002/pi.6134 http://dx.doi.org/10.1002/pi.6134

Martino L. ; Basilissi L. ; Farina H. ; Ortenzi M. A. ; Zini E. ; Di Silvestro G. ; Scandola M. Bio-based polyamide 11: synthesis, rheology and solid-state properties of star structures . Eur. Polym. J. , 2014 , 59 , 69 - 77 . doi: 10.1016/j.eurpolymj.2014.07.012 http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.07.012

张赛晖 , 李校阳 , 高慧 , 王丽丽 . 制备聚酰胺复合膜中界面聚合反应添加剂研究进展 . 化工进展 , 2022 , 41 ( 9 ), 4884 - 4894 . doi: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2399 http://dx.doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2399

窦晓勇 , 牛乐朋 . 己内酰胺精制技术研究进展 . 现代化工 , 2016 , 36 ( 7 ), 33 - 36 .

高远博 . 高耐热交替共聚酰胺的制备与性能研究 . 东华大学博士学位论文 , 2022 .

Porfyris A. ; Vouyiouka S. ; Papaspyrides C. ; Rulkens R. ; Grolman E. ; Vanden Poel G. Investigating alternative routes for semi-aromatic polyamide salt preparation: the case of tetramethylenediammonium terephthalate (4T salt) . J. Appl. Polym. Sci. , 2016 , 133 ( 13 ), 42987 . doi: 10.1002/app.42987 http://dx.doi.org/10.1002/app.42987

Li H. J. ; Shang Y. T. ; Huang W. R. ; Xue B. F. ; Zhang X. M. ; Cui Z. ; Fu P. ; Pang X. C. ; Zhao Q. X. ; Liu M. Y. Synthesis of succinic acid-based polyamide through direct solid-state polymerization method: avoiding cyclization of succinic acid . J. Appl. Polym. Sci. , 2021 , 138 ( 39 ), 51017 . doi: 10.1002/app.51017 http://dx.doi.org/10.1002/app.51017

李建伟 , 朱国富 , 王道波 , 阎昆 , 钟一平 , 韩澄光 , 曹民 , 姜苏俊 , 黄险波 , 张传辉 . 基于戊二胺的半芳香族耐高温尼龙的合成与表征 . 高分子材料科学与工程 , 2021 , 37 ( 9 ), 23 - 31 . doi: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0224 http://dx.doi.org/10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0224

杨汇鑫 , 阎昆 , 麦杰鸿 , 姜苏俊 , 蒋智强 . 半芳香族耐高温尼龙PA6T/10T的合成及应用 . 工程塑料应用 , 2019 , 47 ( 2 ), 1 - 6 .

何勇 , 方赟 , 王学利 , 俞建勇 . 中国专利 , CN 118755082 A . 2024-10-11 .

雪冰峰 , 张烨 , 张世元 , 付鹏 , 崔喆 , 张袁铖 , 李鑫 , 庞新厂 , 赵蔚 , 张晓朦 , 刘民英 . 直接固相聚合法制备聚酰胺PA12T及性能表征 . 化工进展 , 2024 , 10 .16085/j.issn.1000- 6613 . 2024 - 0479 , 1 - 16 .

Zhang Y. J. ; Wang M. D. ; Wang L. Q. ; Chen T. ; Feng W. S. ; Wang T. Y. ; Zhao L. M. Molecular dynamics simulation and non-isothermal crystallization kinetics of polyamide 4 and different bio-based polyamide blends . Phys. Chem. Chem. Phys. , 2023 , 25 ( 37 ), 25309 - 25321 . doi: 10.1039/d3cp02528d http://dx.doi.org/10.1039/d3cp02528d

文联磊 , 蔡荣森 , 方开东 , 叶淑娴 , 龙健宇 , 李建伟 , 姜苏俊 , 王丰 , 丁超 , 曹民 . 生物基半芳香尼龙PA5T/6T合成副反应的影响 . 工程塑料应用 , 2024 , 52 ( 11 ), 50 - 56 .

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