一種帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺及其制備方法，特別涉及一種可以與陽(yáng)離 子產(chǎn)生結(jié)合作用的聚酰胺。
【背景技術(shù)】
[0003] 聚酰胺纖維是一種大分子鏈上含有酰胺鍵（-C0NH-)的合成纖維，因分子鏈中含有NH，易被酸性染料染色，酸性染料以離子鍵與纖維結(jié)合。但酸性染料具有水溶性，聚酰胺產(chǎn) 品經(jīng)酸性染料染色后濕處理牢度較差，因而聚酰胺難以具有鮮艷亮麗的色彩。陽(yáng)離子染料 通常色澤鮮艷，可與聚合物中可反應(yīng)基團(tuán)結(jié)合形成牢固的共價(jià)結(jié)合，因而染色牢度。但傳統(tǒng) 聚酰胺分子鏈上缺乏可與陽(yáng)離子染料相作用的基團(tuán)，因而難以被陽(yáng)離子染料染色，染色后 牢固度沒有保證。通過改性賦予聚酰胺陽(yáng)離子可染性，具有可行性，并可擴(kuò)大聚酰胺品種的 應(yīng)用領(lǐng)域，帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 目前，公開號(hào)為CN102471486A公開了一種改性聚酰胺的制備方法，該方法通過單 官能團(tuán)芳族磺酸化合物改性得到改性的聚酰胺，該改性聚酰胺顯示出多種性能的平衡，通 過添加單官能團(tuán)的磺酸化合物而降低聚酰胺的分子量，進(jìn)而增加其熔融粘度而沒有降低或 甚至相反改善其熱力學(xué)性能和機(jī)械性能。公開號(hào)為CN103254432A公開了一種自摻雜電活 性聚酰胺酸的制備方法及其在電致變色方面的應(yīng)用，發(fā)明首先通過三元共聚的方式合成出 帶有磺酸基團(tuán)的側(cè)鏈上含有苯胺鏈段的聚酰胺酸；再將該聚合物溶液旋涂在ITO玻璃上并 作為工作電極。測(cè)量聚合物在不同PH值電解質(zhì)溶液中的電致變色性質(zhì)。與傳統(tǒng)的聚苯胺類 衍生物相比，這類含有磺酸基團(tuán)的側(cè)鏈型自摻雜電活性聚酰胺酸在酸性、中性及弱堿性溶 液中均保持了良好的電致變色特性。公開號(hào)為CN103590129A公開了一種易染色聚丙烯纖 維及其制備方法，該發(fā)明以對(duì)丙烯基磺酸鈉為染座，通過丙烯磺酸鈉與馬來酸酐與之反應(yīng)， 接枝到聚丙烯大分子鏈上，經(jīng)過馬來酸酐改性的丙烯磺酸鈉，都含有丙烯基官能團(tuán)，與聚丙 烯分子鏈有較好的相容性，并且能夠產(chǎn)生部分接枝共聚物，打亂了聚丙烯纖維結(jié)晶過程，破 環(huán)了了聚丙烯纖維中大分子鏈的取向和結(jié)晶，同時(shí)保留了磺酸基團(tuán)這個(gè)陰離子官能團(tuán)，能 夠和陽(yáng)離子染料在低溫條件下進(jìn)行離子交換，從而使陽(yáng)離子染料進(jìn)入纖維表面和內(nèi)部，得 到易染色聚丙烯纖維。
[0005] 將磺酸基團(tuán)引入聚酰胺中開發(fā)具有陽(yáng)離子可染性的聚酰胺產(chǎn)品是高分子材料制 備領(lǐng)域的重要研究課題。利用熔融聚合反應(yīng)可將磺酸基團(tuán)通過化學(xué)鍵引入高分子聚酰胺 中，進(jìn)而得到帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺。同時(shí)這種帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺親水性提高，能更好 地與染料結(jié)合，從而得到品質(zhì)提升的高聚物產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為解決傳統(tǒng)聚酰胺分子鏈上缺乏可與陽(yáng)離子染料相作用的基團(tuán)， 因而難以被陽(yáng)離子染料染色以及染色后牢固度沒有保證的問題，提供一種親水性高、能更 好地與染料結(jié)合、帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法。
[0007] 本發(fā)明所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺為：將含磺酸基團(tuán)的單體、聚酰胺單體、催化 劑和添加劑混合，進(jìn)行熔融聚合反應(yīng)，將磺酸基團(tuán)引入到聚酰胺大分子結(jié)構(gòu)中。含磺酸基團(tuán) 單體包括下列通式中的一種或幾種：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述聚酰胺是由含磺酸基團(tuán) 的單體、聚酰胺單體、催化劑和添加劑共聚制得，所述聚酰胺包含至少一種如下面通式中含 磺酸基團(tuán)的單體：
其中X=0或N，-S03H可在-XH的鄰位、間位或?qū)ξ?；具體包括以下步驟： (1) 將含磺酸基團(tuán)的單體、聚酰胺單體、催化劑及添加劑充分?jǐn)嚢杌旌希? (2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍下，加熱使上述混合物熔融，加熱至90~240°C恒溫反應(yīng)1-5小時(shí)， 然后逐步升溫至240~300°C恒溫反應(yīng)2~10小時(shí)； (3) 聚合物經(jīng)蒸餾水洗滌除去未反應(yīng)單體，于真空干燥箱烘干24小時(shí)后熔融造粒制得 帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺樹脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述添加 劑為聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的添加量為共聚物總質(zhì)量的2~5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述催化 劑為二氧化硅和三氧化二銻，二氧化硅和三氧化二銻的重量比為10 :1~3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述含磺 酸基團(tuán)的單體為5-磺基水楊酸或2-氨基-5-磺基苯甲酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，步驟（2) 中，加熱反應(yīng)是指加熱至90~120°C恒溫反應(yīng)1~2小時(shí)，然后逐步升溫至260~280°C下加熱反 應(yīng)3~4小時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述制備 方法適用于聚癸二酰癸二胺、聚11-氨基i^一烷酸、聚12-氨基十二烷酸、聚4-氨基丁酸、 聚己二酰丁二胺、聚5-氨基戊酸、聚己內(nèi)酰胺、聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚癸二 酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚7-氨基庚酸、聚8-氨基辛酸和聚9-氨基壬酸聚合物的 制備。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺的制備方法，其特征在于，引入磺酸 基團(tuán)的聚酰胺可制備成樹脂顆粒，用于紡絲成纖維及加工塑料制品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有磺酸基團(tuán)的聚酰胺及其制備方法，屬于高聚物材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明將磺酸基團(tuán)引入聚酰胺，制備含有磺酸基團(tuán)的聚酰胺。其特征為將含磺酸基團(tuán)的單體、聚酰胺單體、催化劑和添加劑混合，進(jìn)行熔融聚合反應(yīng)，將磺酸基團(tuán)引入聚酰胺大分子結(jié)構(gòu)中，使聚酰胺鏈接磺酸基團(tuán)側(cè)基，提高聚合物材料的陽(yáng)離子結(jié)合性能和親水性。此類聚酰胺可制備成樹脂顆粒用于紡絲纖維及加工塑料制品。
【IPC分類】D01F1-10, C08G69-48, C08G69-42, D01F6-90
【公開號(hào)】CN104610542
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510057539
【發(fā)明人】劉冬青, 寧佐龍, 尹翠玉, 譚延坤
【申請(qǐng)人】義烏華鼎錦綸股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日