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凝胶浸透色谱是测试高分子资料分子量最有效的方法之一

凝胶渗透色谱(GPC)是测试高分子材料分子量及分子量分布最有效且常用的方法之一。为了得到准确的测试结果，测试样品在GPC流动相溶剂中必须具有良好的溶解性。PA是使用量最大的工程塑料之一，然而由于分子间氢键作用，能够溶解PA的溶剂非常有限。在室温条件下，GPC常用流动相溶剂，例如四氢呋喃(THF)和二氯甲烷(CH2Cl2)等，无法溶解PA。而之前的研究报道存在对GPC设备要求较高、流动相溶剂毒性强，色谱柱价格昂贵等问题。H. Schuttenberg等提出可以对PA进行N�C酰基化处理，以解决PA耐溶剂的问题。该方法被广泛应用于多种脂肪族PA及其共聚物体系的GPC测试。

金发科技股份有限公司等以PA10T为样品，研究了PA10T的GPC测试方法，普适于各种半芳香族耐高温PA。

主要原材料

1，10�C癸二胺：纯度>99.5%，无锡殷达尼龙有限公司;

对苯二甲酸：纯度为99.99%，英国石油化学公司;

次亚磷酸钠、乙醚：分析纯，广州化学试剂厂;

二氯甲烷：分析纯，进行无水处理，广州化学试剂厂;

三氟乙酸：分析纯，萨恩化学技术(上海)有限公司;

三氟乙酸酐(TFAA)：分析纯，萨恩化学技术

(上海)有限公司;

六氟异丙醇(HFIP)：分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司;

氘代氯仿(CDCl3)：分析纯，美国Sigma-Aldrich 公司;

THF：色谱纯，北京迈瑞达科技有限

PA10T聚合反应

在20 L不锈钢反应釜中加入2 960 g对苯二甲酸，3 200 g 1，10�C癸二胺，6.2 g催化剂次亚磷酸钠和2 550 g去离子水。抽真空、充氮气置换三次后，开始升温，物料温度达到180℃时开启搅拌，3 h后物料温度上升至220℃。在此温度下停留40 min后，开始排水。排水过程中，通过调节导热油温度，控制物料温度保持在220℃。排水总量为1 650 g。排水结束后关闭排水阀，恒定25 r/min速率搅拌8 h后打开底阀，通过反应自身压力将物料喷出至不锈钢料罐中，得到反应产物。

PA10T的N�C酰基化反应

将3 g的PA10T置于250 mL的反应瓶中，氮气置换反应瓶中的空气，用注射器依次加入50 mL经无水处理的二氯甲烷和1 mL三氟乙酸，搅拌0.5 h。随后加入10 mL TFAA，室温反应24 h。反应产物于40℃旋蒸干燥，除去未反应的TFAA与溶剂后，加入20 mL无水二氯甲烷中溶解。随后将溶液滴加入无水乙醚中分散，过滤得到纯白色固体粉末。在50℃真空烘箱中干燥5 h后，得到干燥纯净的N�C酰基化的PA10T样品，记为PA10T-TFAA。

方法准确度及应用范围

(1)对PA10T的N�C酰基化产物进行FTIR，TG和与1H-NMR表征，证实反应成功进行。通过研究TFAA用量以及反应时间对N�C酰基化反应程度影响，发现在TFAA与PA10T的物质的量之比为2.0、反应时间为24 h条件下，可稳定得到接枝率的PA10T-TFAA产物，反应的极限接枝率约为75%。

(2)由于PA10T-TFAA的流体力学体积大于PS标样，导致以PS标样为校正曲线的GPC测试分子量远高于样品的真实分子量。利用一系列不同相对黏度的待测样品，对GPC进行了宽分布校正。校正后的分子量与样品真实分子量误差小于4%，准确度较好。

(3)结合PA10T的分子量与特性黏度，拟合得到了PA10T的Mark-Houwink方程。该方程适用的分子量范围涵盖了所有商品化的PA10T产品，对于生产实践具有重要的指导意义。

引用格式：阎昆，付伟，解明晨，等.耐高温聚酰胺PA10T的GPC测试方法[J].工程塑料应用，2019，47(1)：108�C114，120.

来源：工程塑料应用

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