聚酰胺弹性体是当今世界各国竞相发展的战略性高端新材料。它是一类以聚酰胺为硬链段、聚醚为软链段的新型的热塑性弹性体材料。与其他热塑性弹性体相比,聚酰胺弹性体具有强度高、密度小、弹性回复率高、耐磨性好、耐化学性优、使用温域宽(-50℃~150℃)、自润滑性好和优异的防水透气性等优点,成为高铁和高档汽车管路系统的关键部件、5G线缆涂覆材料和永久性抗静电剂的不二选择，是全天候军靴、空投军用装备、高端防水透气膜和汽车安全气囊等产品的首选材料。与国外相比,我国聚酰胺弹性体的生产技术与产品相对落后,长碳链聚酰胺弹性体全部依赖进口,尤其是高端科技应用领域每年从法国、德国、日本进口达10000吨以上。《中国制造 2025》明确提出重点发展高性能聚酰胺类新材料；发改委《产业结构调整目录》和工信部《新材料发展规划指南》都将聚酰胺弹性体作为重点产品,优先支持和发展；同时国家提出了关键材料必须“自主、可控”的目标。因此在国家“双碳”的战略背景下,以生物基单体为原料,开发生物基聚酰胺弹性体材料制备的先进技术和高端产品,突破技术研究上的局限,扩展生物基聚酰胺产业布局的广度,丰富产业内容,延长产业链条,并实现高端聚酰胺弹性体产品的进口替代,是尼龙产业继续发展的重点方向之一。

聚酰胺弹性体依据其硬段及软段结构的不同,可分为不同品种,性能及应用领域也有较大差别。国外聚酰胺弹性体主要以PA11、PA12、PA6为硬段,以聚醚、聚酯为软段向着谱系化和精细化的方向发展。通过调整硬段和软段的结构,实现了对产品性能调控,并在结构-性能数据库建设方面积累了丰富的数据。

聚酰胺弹性体生产厂家主要有：

1. 法国Arkema公司：Arkema 公司的Pebax系列是以PA12为硬段的聚酰胺弹性体产品。根据应用领域不同可分为Pebax sp 系列和Pebax sa系列；Pebax sp 系列产品主要用于运动器材、安全气囊、消音齿轮、软管、线缆、工业耐磨部件、防水透气膜、抗静电器材、电子包装膜等领域。Pebax sa 系列产品主要应用于输液医用导管、医用防护服、麻醉导管等医疗市场。Pebax Rnew 系列产品是以PA11为硬段、聚醚为软段生产的嵌段共聚物,其硬度范围与应用领域和Pebax基本类似,另可用于高端装备阻尼减振。Pebax clear 为高透明系列产品,透光率达85%以上,主要产品牌号有Pebax clear300、Pebax clear400、Pebax clear600,主要用于雪镜框以及光学器件等。
2. 日本UBE公司：UBE公司的PAE1200 系列产品是以 PA12 为硬段、以聚氧化丙烷和氧化丁烷形成的XYX型嵌段聚醚二胺为软段生产的嵌段共聚物,主要应用于耐磨部件以及消音齿轮等领域；PAE600系列是以PA6为硬段,聚醚为软段生产的嵌段共聚物,主要应用于工程塑料改性以及耐穿刺膜领域。
3. 德国Evonik公司：Evonik 公司的Vesta mid E系列有E40、E47、E55、E62等产品,均是以PA12为硬段、聚醚或聚酯为软段生产的嵌段共聚物，应用领域同法国Arkema Pebax系列产品。
4. 国内现状：国内目前仅有北京旭阳和浙江心源两家公司小批量生产聚酰胺弹性体,且均采用PA6为硬段、聚醚为软段进行嵌段共缩聚。与长碳链聚酰胺弹性体相比,以己内酰胺为初始原料,存在聚合反应时间长,原料转化率低,体系内的低分子化合物(如低聚物和环聚物等)的含量较高且不易除去,聚酰胺链段与软段的相容性不好,产品质量稳定性差等问题,造成短链聚酰胺弹性体的性能与长链聚酰胺弹性体相差较远,无法满足高端应用领域的要求。部分高校围绕聚酰胺类工程塑料改性开展了基础性研究工作。浙江大学利用己内酰胺阴离子聚合制备聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物用于新型浇注聚酰胺。东华大学研究了PA6-PEG多嵌段共聚物,并与PA6共混改善普通聚酰胺6的染色性和吸湿性。华南理工大学吴叔青课题组开展了以共聚尼龙为聚酰胺硬段,通过链段分子结构的设计,研究了氢键密度与强度对共聚酰胺弹性体材料性能的影响。但是上述高校虽然进行了相关的基础性研究,但截至目前均未进行产业化生产。

1.“类橡胶”交联结构的设计与实现技术

对“结构”二酸的分子结构进行设计,构建不对称硬段分子结构,利用酰胺键错排而导致的氢键形成位阻高的特点,结合软段分子结构的选择和设计,调控弹性体材料中氢键的强度和密度,实现以氢键为交联键的“类橡胶”交联结构。

2.生物基长链聚酰胺弹性体韧性与刚性的平衡调控技术

通过软段和硬段单体结构的选择及共聚比例的优化,控制硬段和软段的排列组合、长度和分布,调整弹性体材料的微观相分离结构,从而建立生物基长链聚酰胺弹性体韧性与刚性的平衡调控技术。

​​​​​​​​​​​​​​3.“一锅法”生物基长链聚酰胺弹性体的缩聚反应生产技术

结合反应动力学研究,调控各反应单元间的反应速度,跟踪缩聚反应的进行,加快小分子的析出和分离,实现生物基长链聚酰胺弹性体树脂的分子量及分子量分布的精确控制,开发“一锅法”生物基长链聚酰胺弹性体聚合反应生产技术。

1. 申请人长期从事高分子合成及改性加工的应用研究,围绕聚氨酯、聚酰胺开展研发与产业化工作,掌握功能性树脂的结构设计、聚合工艺、物理和化学改性工艺、加工成型等方面的关键技术。在材料合成、配方设计、工艺研发及工程应用等方面,积累了丰富的研发经验和技术储备。申请人以实现新型功能弹性体材料的强稳定、高柔韧、生物相容性好为研究目标,围绕“弹性体材料的多层次构效关系及弹性体材料界面相互作用机制”这两个关键科学问题,从“微观协同作用机制-组分结构设计及调控-性能评价及应用”三个层次开展了从基础到应用的系统研究。
2. 申请人长期从事聚氨酯、聚酰胺等高性能材料的应用开发、市场拓展，已经成功进入包括个人防护、国防军警和工业减震等相关领域的国内外市场。2024年预计产生销售5000万。

1.生物基长链聚酰胺弹性体韧性与刚性的平衡调控技术

通过软段和硬段单体结构的选择及共聚比例的优化,控制硬段和软段的排列组合、长度和分布,调整弹性体材料的微观相分离结构,从而建立生物基长链聚酰胺弹性体韧性与刚性的平衡调控技术。

2.生物基长链聚酰胺弹性体的缩聚反应生产技术

调控各反应单元间的反应速度,跟踪缩聚反应的进行,加快小分子的析出和分离,实现生物基长链聚酰胺弹性体树脂的分子量及分子量分布的精确控制,开发出生物基长链聚酰胺弹性体缩聚反应生产技术。

​​​​​​​3.预期达到的技术指标:

以此项目成果为技术平台,进行工程化放大研究,实现高端聚酰胺弹性体材料生产技术的自主可控；结合树脂性能,开发出与树脂性能相对应的应用产品配方及加工技术,形成应用领域的系列产品4-5个，进行进口产品和生产技术的替代,引领国内高端长链聚酰胺弹性体材料的技术发展。

1.技术指标：

密度1.00g/cm3-1.02g/cm3,

断裂伸长率大于 300%,

邵氏D硬度25-75D,

耐低温达到-70℃,

综合关键技术和质量接近法国阿科玛相关对应产品水平。

完成硬度为25D-75D的生物基长链聚酰胺弹性体树脂中试产品5-6个；

2.知识成果

申请发明专利或实用新型专利2-3件

3.经济指标

实现销售产品销售额不低于300万