Ανάπτυξη Πολυμερισμού Στερεάς Κατάστασης με Στόχο την Παραγωγή Αλειφαρωματικού Πολυαμιδίου 6Τ - Πολέμη, Άρτεμις (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Πολυμερών, 2015)
Τα πολυαμίδια χαρακτηρίζονται από μια βασική άλυσο αποτελούμενη από δομικές μονάδες, που συνδέονται μεταξύ τους με τις αμιδικές ομάδες -CONH2 ή -CONH-. 4 Ανήκουν στην κατηγορία των πολυμερών πολυσυμπύκνωσης και πιο συγκεκριμένα στην κατηγορία των μηχανολογικών θερμοπλαστικών (engineering thermoplastics). Χωρίζονται σε γραμμικά, ημιαρωματικά και αρωματικά πολυμερή με τις θερμικές και μηχανικές του ιδιότητες να καλυτερεύουν όσο τροποποιείται η βασική τους αλυσίδα και παρεμβάλεται ο αρωματικός δακτύλιος. Λόγω των υψηλών προδιαγραφών των ημιαρωματικών και αρωματικών πολυμερών, αυτά βρίσκουν εφαρμογές σε βιομηχανίες αυτοκινήτου και ηλεκτρικών ειδών. Κατά αυτόν τον τρόπο, κρίνεται επιτακτική η ανάγκη για οικονομική παράγωγη πολυαμιδίων υψηλής απόδοσης σε βιομηχανική κλίμακα. Η παρούσα εργασία αφορά στην σύνθεση ημιαρωματικού πολυαμιδίου 6Τ, το οποίο αποτελείται από μια διαμίνη, την εξαμεθυλενοδιαμίνη, εν συντομία HMD και ένα ημιαρωματικό οξύ, το τερεφθαλικό οξύ, TA, καθώς και στην βελτιστοποίηση των τελικών ιδιοτήτων του προϊόντος. Το πρωταρχικό στάδιο για την παραγωγή του πολυαμιδίου 6Τ περιλαμβάνει τον σχηματισμό του αντίστοιχου άλατος, μέσω της αντίδρασης εξουδετέρωσης του διοξέος και της διαμίνης. Η συγκεκριμένη διαδικασία εξασφαλίζει την στοιχειομετρία μεταξύ των δυο ενώσεων η οποία κρίνεται απαραίτητη για την εν συνεχεία σύνθεση του πολυμερούς. Δεύτερο και κύριο στάδιο είναι η διαδικασία του πολυμερισμού, η οποία χωρίζεται σε δυο μεγάλες κατηγορίες. Η πρώτη αφορά σε πολυμερισμούς που έγιναν σε μικροκλίμακα στον θερμοζυγό (TGA), ενώ η δεύτερη αφορά σε πολυμερισμούς που έλαβαν χώρα σε μεγαλύτερη κλίμακα, στον αντιδραστήρα (bomb reactor). Λόγω της δυνατότητας που δίνει ο αντιδραστήρας, έγιναν τροποποιήσεις παραμέτρων με σκοπό την βελτιστοποίηση των τελικών ιδιοτήτων των πολυμερών, όπως αυτές μετρούνταν μετά το πέρας κάθε πειράματος. Βασικός σκοπός είναι η εξάλειψη του φαινομένου SMT (solid-melt transition) και η αύξηση του μοριακού βάρους των παραγόμενων πολυαμιδίων με αποφυγή διαφυγής της διαμίνης. Το δεύτερο επιτυγχάνεται με εναλλαγή χρόνων κλειστού και ανοικτού συστήματος στον αντιδραστήρα, με προσθήκη περίσσειας διαμίνης στο εσωτερικό του και με προσθήκη καταλύτη κατά την σύνθεση του άλατος. Παρόλα αυτά το φαινόμενο SMT δεν περιορίζεται όταν ο αντιδραστήρας παραμένει κλειστός (autogenous). 5 Στη συνέχεια γίνεται ο χαρακτηρισμός των ημιαρωματικών πολυαμιδίων που προέκυψαν βάσει των δύο παραπάνω προαναφερθέντων μεθόδων που ακολουθήθηκαν. Χρησημοποιήθηκαν μέθοδοι όπως: TGA, DSC, NMR και ιξωδομετρία. Τέλος, γίνεται σύγκριση και συζήτηση των αποτελεσμάτων καθώς και πρόταση για μελλοντική έρευνα.