貴大新聞網訊(材料與冶金學院)近日,我校材料與冶金學院劉玉飛特聘教授團隊在生物基聚酰胺材料研究領域取得重要突破,相關成果以 Biobased Polyamide 5652 with α?Crystal Form: Characterization and Low Moisture Absorption為題,發表于高分子領域頂級期刊Macromolecules(自然指數期刊,中科院一區TOP)。貴州大學材料與冶金學院為論文第一完成單位,材料與冶金學院2022級碩士研究生王艷平為第一作者,劉玉飛特聘教授為通訊作者。
近年來,生物基聚酰胺56(PA56)因其原料可再生、低碳環保而備受關注,但其特殊的分子結構(戊二胺單元含奇數碳原子)導致其晶體通常以γ晶型為主,飽和吸水率高達12%以上,在潮濕環境中力學性能顯著下降(如拉伸強度降低20%-30%),嚴重限制了在精密工程領域的應用,而傳統改性方法往往以犧牲材料其他性能為代價。
針對這一難題,劉玉飛特聘教授創新性地提出了雙氫鍵結構調控策略:自主合成關鍵單體,設計并成功合成新型565二胺單體(C16H34N4O2),將565二胺與草酸二丁酯通過溶液聚合及優化的固相聚合技術,制備了具有嚴格交替序列結構的生物基聚酰胺5652(PA5652)。獨特的交替結構和反式雙重氫鍵形成穩定性更高的α晶體形態,實現了材料的本征性低吸濕特性。生物基PA5652展現出優異的綜合性能:熔點(Tm)為270.1℃,結晶溫度(Tc)為241.5℃;初始降解溫度(Td,5%)為389.5℃;結晶度(Xc)為48.3%;重要的是,飽和吸水率大幅降至5.8%,大大改善了生物基PA56高吸濕問題。
本研究通過調控結晶結構有效降低了生物基聚酰胺的吸濕性,為開發新一代高性能、低吸濕的生物基工程塑料開辟了新方向。
該工作得到了貴州大學自然科學基金項目、貴州省創新人才團隊項目、貴陽市科技計劃項目支持。
編輯:張蟬
責編:李旭鋒
編審:丁龍