凝膠滲透色譜(GPC)是測試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。為了得到準確的測試結果，測試樣品在GPC流動相溶劑中必須具有良好的溶解性。PA是使用量最大的工程塑料之一，然而由于分子間氫鍵作用，能夠溶解PA的溶劑非常有限。在室溫條件下，GPC常用流動相溶劑，例如四氫呋喃(THF)和二氯甲烷(CH2Cl2)等，無法溶解PA。而之前的研究報道存在對GPC設備要求較高、流動相溶劑毒性強，色譜柱價格昂貴等問題。H. Schuttenberg等提出可以對PA進行N?C酰基化處理，以解決PA耐溶劑的問題。該方法被廣泛應用于多種脂肪族PA及其共聚物體系的GPC測試。

金發科技股份有限公司等以PA10T為樣品，研究了PA10T的GPC測試方法，普適于各種半芳香族耐高溫PA。

主要原材料

1，10?C癸二胺：純度>99.5%，無錫殷達尼龍有限公司;

對苯二甲酸：純度為99.99%，英國石油化學公司;

次亞磷酸鈉、乙醚：分析純，廣州化學試劑廠;

二氯甲烷：分析純，進行無水處理，廣州化學試劑廠;

三氟乙酸：分析純，薩恩化學技術(上海)有限公司;

三氟乙酸酐(TFAA)：分析純，薩恩化學技術

(上海)有限公司;

六氟異丙醇(HFIP)：分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司;

氘代氯仿(CDCl3)：分析純，美國Sigma-Aldrich 公司;

THF：色譜純，北京邁瑞達科技有限

PA10T聚合反應

在20?L不銹鋼反應釜中加入2?960?g對苯二甲酸，3?200?g 1，10?C癸二胺，6.2?g催化劑次亞磷酸鈉和2?550?g去離子水。抽真空、充氮氣置換三次后，開始升溫，物料溫度達到180℃時開啟攪拌，3?h后物料溫度上升至220℃。在此溫度下停留40?min后，開始排水。排水過程中，通過調節導熱油溫度，控制物料溫度保持在220℃。排水總量為1?650?g。排水結束后關閉排水閥，恒定25?r/min速率攪拌8?h后打開底閥，通過反應自身壓力將物料噴出至不銹鋼料罐中，得到反應產物。

PA10T的N?C酰基化反應

將3?g的PA10T置于250?mL的反應瓶中，氮氣置換反應瓶中的空氣，用注射器依次加入50?mL經無水處理的二氯甲烷和1?mL三氟乙酸，攪拌0.5?h。隨后加入10?mL TFAA，室溫反應24?h。反應產物于40℃旋蒸干燥，除去未反應的TFAA與溶劑后，加入20?mL無水二氯甲烷中溶解。隨后將溶液滴加入無水乙醚中分散，過濾得到純白色固體粉末。在50℃真空烘箱中干燥5?h后，得到干燥純凈的N?C酰基化的PA10T樣品，記為PA10T-TFAA。

方法準確度及應用范圍

(1)對PA10T的N?C酰基化產物進行FTIR，TG和與1H-NMR表征，證實反應成功進行。通過研究TFAA用量以及反應時間對N?C酰基化反應程度影響，發現在TFAA與PA10T的物質的量之比為2.0、反應時間為24?h條件下，可穩定得到接枝率的PA10T-TFAA產物，反應的極限接枝率約為75%。

(2)由于PA10T-TFAA的流體力學體積大于PS標樣，導致以PS標樣為校正曲線的GPC測試分子量遠高于樣品的真實分子量。利用一系列不同相對黏度的待測樣品，對GPC進行了寬分布校正。校正后的分子量與樣品真實分子量誤差小于4%，準確度較好。

(3)結合PA10T的分子量與特性黏度，擬合得到了PA10T的Mark-Houwink方程。該方程適用的分子量范圍涵蓋了所有商品化的PA10T產品，對于生產實踐具有重要的指導意義。

引用格式：閻昆，付偉，解明晨，等.耐高溫聚酰胺PA10T的GPC測試方法[J].工程塑料應用，2019，47(1)：108?C114，120.

來源：工程塑料應用