CN107603215A - 一种聚酰胺铜复合膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，聚酰胺为聚癸二酰癸二胺，包括以下步骤：向癸二胺的乙醇溶液、癸二酸的乙醇溶液、强磷酸和水中，通氮气，高温高压下回流反应；加脱水剂，反应1～1.5h；在250～280℃，逐步泄压排出水蒸气，压力为0.1MPa时，停止通氮气，静置，将物料压出，经铸带、切粒、干燥后，加入三氟乙酸溶解，加入硝酸铜溶液，加热搅拌，加入硼氢化锂或者硼氢化钠水溶液，搅拌反应后，取出物料，经水洗、干燥后制得聚酰胺铜复合膜。本发明公开的制备方法，能够使复合膜中的聚酰胺膜基体内镶嵌有铜纳米粒子，且不易脱落，并且具有原聚合物基体良好的力学性能、耐热性能、优良的电、磁和屏蔽性能，因其制备过程操作简单，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及复合膜的制备领域，具体涉及一种聚酰胺铜复合膜的制备方法。
背景技术
聚酰胺薄膜具有优良的机械性能、尺寸稳定性、耐热性、耐油性、耐溶剂性、光性能、耐刺穿针孔性和阻气性，因此已被用于包装食品、药物、杂货等。然而，近年来已扩大了聚酰胺薄膜的应用范围，常用的聚酰胺薄膜有时不能满足要求。因此需要进一步改进聚酰胺薄膜的各种性质。例如通过利用其高韧性，已将聚酰胺薄膜用于包装热压处理袋装食品。
聚合物金属复合薄膜由于具有优良的电、磁和屏蔽性能而成为新型图层和薄膜材料领域的一个研究热点。制备金属化聚合物薄膜的方法很多，如真空沉积法，在真空中加热金属块体，形成的金属气体沉积在聚合物基体中；加热聚四氟乙烯球形粒子和金属银丝的混合体系,形成的聚四氟乙烯气体和金属银气体同时沉积得到聚四氟乙烯/银纳米复合材料；又如化学还原法原位形成环氧树脂/银纳米复合材料，聚酰胺-胺型(PAMAM)/银纳米复合材料；还有离子注入法制备聚甲基丙烯酸甲酯/银纳米复合材料等。
虽然聚合物金属复合薄膜具有很多的优势，聚酰胺金属复合膜也具备很广阔的前景，但是由于目前存在的很多的聚酰胺金属复合薄膜的制备工艺都较复杂，大多使用纳米银粒子作为制备原料使得生产成本较高，不利于推广，因此，目前亟需一种聚合物金属复合薄膜的制备方法能够简化制备步骤，降低制造成本，同时，能够使得复合膜中的聚合物膜基体内镶嵌有金属纳米粒子，且不易脱落，并且能够原有聚合物基体良好的力学性能、耐热性能、优良的电、磁和屏蔽性能，从而，能够使得聚酰胺金属复合膜在工业领域得到更多的推广和应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，以解决现有技术中制备工艺较复杂、生产成本较高、不利于推广的技术问题；本发明公开了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，能够使得复合膜中的聚酰胺膜基体内镶嵌有铜纳米粒子，且不易脱落，并且具有原聚合物基体良好的力学性能、耐热性能、优良的电、磁和屏蔽性能，从而，能够使得聚酰胺金属复合膜在工业领域得到更多的推广和应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明公开了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，其中，聚酰胺为聚癸二酰癸二胺，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、聚酰胺的制备
向反应釜中加入癸二胺的乙醇溶液、癸二酸的乙醇溶液、强磷酸和水，通入氮气，调整釜内温度为200～230℃，压力控制在1.7～1.8MPa，不断搅拌回流反应2～3小时；然后向反应釜内加入脱水剂，继续搅拌反应1～1.5小时；随后升温至250～280℃，逐步泄压，并不断通入氮气排出釜内产生的水蒸气，当釜内压力下降到0.1MPa时，停止通氮气，温度保持在220℃下静置1～2小时后，将所得物料压出，经铸带、切粒、干燥后即制得聚酰胺；
步骤二、聚酰胺铜复合膜的制备
将步骤一中制得的聚酰胺加入到反应釜内，加入三氟乙酸，开启搅拌，待聚酰胺完全溶解后，加入浓度为0.4～1.2mol/L的硝酸铜溶液，在50～60℃下加热搅拌0.5～1小时后，加入0.4～1.2mol/L的硼氢化锂或者硼氢化钠水溶液，于超声波或者干燥惰性气体下搅拌反应2～3小时，然后，取出物料，经水洗、干燥后即制得聚酰胺铜复合膜。
进一步的，为了降低物料中的水分，脱水剂选用无水硫酸钠、五氧化二磷、无水氯化钙、三氯氧磷或三氯化磷。
进一步的，为了使聚酰胺能够溶解的更充分，选用浓度为1.2mol/L的三氟乙酸。
本发明是先由聚酰胺与硝酸铜反应生成聚酰胺/Cu(NO3)2络合基膜，然后再与NaBH4或LiBH4水溶液在固液界面发生氧化还原反应，从而使铜纳米粒子镶嵌在聚酰胺膜基体内，以上反应可以用下式表示，即：
Cu2++2BH4 -1+8H2O→4Cu+2B(OH)4 -1+4H2+8H+
本发明的有益效果在于：本发明公开的聚酰胺铜复合膜的制备方法，能够使得复合膜中的聚酰胺膜基体内镶嵌有铜纳米粒子，且不易脱落，并且具有原聚合物基体良好的力学性能、耐热性能、优良的电、磁和屏蔽性能，因其制备过程操作简单，能够使得聚酰胺金属复合膜在工业领域得到更多的推广和应用。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
实施例1公开了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，其中，聚酰胺为聚癸二酰癸二胺，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、聚酰胺的制备
向反应釜中加入癸二胺的乙醇溶液、癸二酸的乙醇溶液、强磷酸和水，通入氮气，调整釜内温度为200℃，压力控制在1.7MPa，不断搅拌回流反应2小时；然后向反应釜内加入无水硫酸钠，继续搅拌反应1小时；随后升温至250℃，逐步泄压，并不断通入氮气排出釜内产生的水蒸气，当釜内压力下降到0.1MPa时，停止通氮气，温度保持在220℃下静置1～2小时后，将所得物料压出，经铸带、切粒、干燥后即制得聚酰胺；
步骤二、聚酰胺铜复合膜的制备
将步骤一中制得的聚酰胺加入到反应釜内，加入1.2mol/L的三氟乙酸，开启搅拌，待聚酰胺完全溶解后，加入浓度为0.4mol/L的硝酸铜溶液，在50℃下加热搅拌0.5小时后，加入0.4mol/L的硼氢化锂水溶液，于超声波下搅拌反应2小时，然后，取出物料，经水洗、干燥后即制得聚酰胺铜复合膜。
实施例2
实施例2公开了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，其中，聚酰胺为聚癸二酰癸二胺，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、聚酰胺的制备
向反应釜中加入癸二胺的乙醇溶液、癸二酸的乙醇溶液、强磷酸和水，通入氮气，调整釜内温度为230℃，压力控制在1.8MPa，不断搅拌回流反应3小时；然后向反应釜内加入五氧化二磷，继续搅拌反应1.5小时；随后升温至280℃，逐步泄压，并不断通入氮气排出釜内产生的水蒸气，当釜内压力下降到0.1MPa时，停止通氮气，温度保持在220℃下静置2小时后，将所得物料压出，经铸带、切粒、干燥后即制得聚酰胺；
步骤二、聚酰胺铜复合膜的制备
将步骤一中制得的聚酰胺加入到反应釜内，加入1.2mol/L的三氟乙酸，开启搅拌，待聚酰胺完全溶解后，加入浓度为1.2mol/L的硝酸铜溶液，在60℃下加热搅拌1小时后，加入1.2mol/L的硼氢化钠水溶液，于干燥惰性气体下搅拌反应3小时，然后，取出物料，经水洗、干燥后即制得聚酰胺铜复合膜。
实施例3
实施例3公开了一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，其中，聚酰胺为聚癸二酰癸二胺，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、聚酰胺的制备
向反应釜中加入癸二胺的乙醇溶液、癸二酸的乙醇溶液、强磷酸和水，通入氮气，调整釜内温度为220℃，压力控制在1.8MPa，不断搅拌回流反应2小时；然后向反应釜内加入无水氯化钙，继续搅拌反应1.5小时；随后升温至270℃，逐步泄压，并不断通入氮气排出釜内产生的水蒸气，当釜内压力下降到0.1MPa时，停止通氮气，温度保持在220℃下静置2小时后，将所得物料压出，经铸带、切粒、干燥后即制得聚酰胺；
步骤二、聚酰胺铜复合膜的制备
将步骤一中制得的聚酰胺加入到反应釜内，加入1.2mol/L的三氟乙酸，开启搅拌，待聚酰胺完全溶解后，加入浓度为0.8mol/L的硝酸铜溶液，在55℃下加热搅拌1小时后，加入0.8mol/L的硼氢化锂水溶液，于超声波下搅拌反应2.5小时，然后，取出物料，经水洗、干燥后即制得聚酰胺铜复合膜。
Claims (3)
1.一种聚酰胺铜复合膜的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺为聚癸二酰癸二胺，所述制备方法包括以下制备步骤：
步骤一、聚酰胺的制备
向反应釜中加入癸二胺的乙醇溶液、癸二酸的乙醇溶液、强磷酸和水，通入氮气，调整釜内温度为200～230℃，压力控制在1.7～1.8MPa，不断搅拌回流反应2～3小时；然后向反应釜内加入脱水剂，继续搅拌反应1～1.5小时；随后升温至250～280℃，逐步泄压，并不断通入氮气排出釜内产生的水蒸气，当釜内压力下降到0.1MPa时，停止通氮气，温度保持在220℃下静置1～2小时后，将所得物料压出，经铸带、切粒、干燥后即制得聚酰胺；
步骤二、聚酰胺铜复合膜的制备
将步骤一中制得的聚酰胺加入到反应釜内，加入三氟乙酸溶液，开启搅拌，待聚酰胺完全溶解后，加入浓度为0.4～1.2mol/L的硝酸铜溶液，在50～60℃下加热搅拌0.5～1小时后，加入0.4～1.2mol/L的硼氢化锂或者硼氢化钠水溶液，于超声波或者干燥惰性气体下搅拌反应2～3小时，然后，取出物料，经水洗、干燥后即制得聚酰胺铜复合膜。
2.如权利要求1所述的聚酰胺铜复合膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述脱水剂为无水硫酸钠、五氧化二磷、无水氯化钙、三氯氧磷或三氯化磷中的一种。
3.如权利要求1所述的聚酰胺铜复合膜的制备方法，其特征在于，步骤二中所述三氟乙酸溶液的浓度为1.2mol/L。
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| CN106280440A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-04 | 齐鲁工业大学 | 一种高分散性聚酰亚胺/纳米粒子复合薄膜及其制备方法 |
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