CN107619597A - 一种聚酰胺磁性颗粒的制备方法及得到的聚酰胺磁性颗粒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰胺磁性颗粒的制备方法及得到的聚酰胺磁性颗粒,其中,所述方法如下进行:步骤1、将聚酰胺加入第一溶剂中,然后加入磁性材料,得到第一溶液;步骤2、将第一溶剂与第二溶剂混合,得到第二溶液,然后在搅拌下,将所述第二溶液滴加入第一溶液中,得到第三溶液;步骤3、在搅拌下,向第三溶液中滴加第二溶剂;步骤4、进行后处理,得到所述聚酰胺磁性颗粒,其中,所述颗粒的粒径为10~500nm。本发明所述方法采用不同溶剂进行分级沉淀,得到粒径较小的聚酰胺磁性颗粒,并且,得到的颗粒不仅具有磁性,而且粒径较小,这样,可以充分用于裂缝的粘合,而且,可以通过磁场控制颗粒的运动。
Description
技术领域
本发明涉及聚酰胺材料领域,尤其涉及聚酰胺微观颗粒,特别地,涉及一种聚酰胺微观颗粒的制备方法。
背景技术
磁性材料是用途十分广泛的功能材料,现代磁性材料已经广泛地应用在我们的生活中,例如,将永磁材料用作马达,应用于变压器中的铁心材料,作为存储器使用的磁光盘,计算机用磁记录软盘等。大比特资讯上说,磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。但是,磁性材料存在硬且脆的缺点,加工性能差,易破碎。
聚酰胺密度小(只有金属的1/7)、耐磨、抗拉强度高、自润滑性好、冲击韧性优异而且容易加工,可以通过加工制成金属的代替品,在人们的生活中扮演了越来越重要的角色。
但随着时代变迁,对聚酰胺颗粒的要求不断提高,普通尺寸的聚酰胺为什么已经不能满足需求,进而需要达到纳米级别的聚酰胺,并且需要结合其他无机物或者聚合物的聚酰胺颗粒,而实验室制的这种微粒大多要求设备条件高,且方法复杂,而且不能得到形状较确定的颗粒。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明人进行了锐意研究,将磁性材料与聚酰胺复合,特别地,将磁性材料复合在聚酰胺内部,得到聚酰胺磁性颗粒,这样,聚酰胺可以作为磁性材料的保护层,使其不仅可耐溶剂而且韧性明显得到改善;另一方面,在制作聚酰胺磁性颗粒时,采用多种溶剂分多部进行沉淀,这样,可以得到粒径较小的微观聚酰胺磁性颗粒,从而完成本发明。
本发明一方面提供了一种聚酰胺磁性颗粒的制备方法,具体体现在以下几个方面:
(1)一种聚酰胺磁性颗粒的制备方法,其中,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚酰胺加入第一溶剂中,然后加入磁性材料,得到第一溶液;
步骤2、将第一溶剂与第二溶剂混合,得到第二溶液,然后在搅拌下,将所述第二溶液滴加入第一溶液中,得到第三溶液;
步骤3、在搅拌下,向第三溶液中滴加第二溶剂;
步骤4、进行后处理,得到所述聚酰胺磁性颗粒。
(2)根据上述(1)所述的方法,其中,在步骤1中,
所述第一溶剂选自硫酸水溶液、酚类溶剂、甲酸、乙酸、含氟溶剂、含氯溶剂、N-二甲基甲酰胺、二甲氨基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种;优选地,所述酚类溶剂包括苯酚、间苯二酚、对苯二酚和间甲酚,所述含氟溶剂包括六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸,所述含氯溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、1,2-二氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷;更优选地,所述第一溶剂选自苯酚、间甲酚、甲酸、乙酸和N-二甲基甲酰胺中的一种或几种;和/或
聚酰胺在第一溶液中的浓度为(0.1~20)wt%,优选为(1~15)wt%,更优选为(5~10)wt%。
(3)根据上述(1)或(2)所述的方法,其中,
在步骤1中,磁性材料选自四氧化三铁、γ-三氧化二铁和铁氧体磁性材料(如钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)、锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)、镍锌铁氧体、锰铁氧体)中的一种或几种;和/或
在步骤1中,磁性材料与聚酰胺的重量比为(0.001~1):1,优选为(0.005~0.1):1,更优选为(0.01~0.3):1,例如(0.1~0.3):1;和/或
步骤1于超声下进行,优选地,所述超声进行1s~20min,更优选地,所述超声进行0.2~15min,例如5~10min。
(4)根据上述(1)至(3)之一所述的方法,其中,在步骤1中,还加入表面活性剂,优选在加入磁性材料前加入表面活性剂,其中,
所述表面活性剂选自聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、和壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)、吐温60、吐温80、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非离子表面活性剂、醇醚硫酸盐(AES)、十六烷基苯磺酸钠、失水山梨醇酯、蔗糖酯、烷基醇酰胺中的一种或几种,优选选自聚乙烯亚胺、壬基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇酯中的一种或几种;和/或
表面活性剂在第一溶液中的浓度为(0.1~5)wt%,优选为(0.2~3)wt%,更优选为(0.5~1.5)wt%。
(5)根据上述(1)至(4)之一所述的方法,其中,在步骤2中,所述第二溶剂选自水、氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中的一种或几种,优选选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甲苯、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中的一种或几种,更优选选自水、乙醇和丙酮中的一种或几种;和/或
第一溶剂与第二溶剂的体积比为1:(0.5~10),优选为1:(1~8),更优选为1:(2~5),例如1:2.5。
(6)根据上述(1)至(5)之一所述的方法,其中,步骤2中第二溶液与步骤1中第一溶液的体积比为(0.1~100):1,优选为(0.5~50):1,更优选为(1~5):1,例如(1~1.5):1。
(7)根据上述(1)至(6)之一所述的方法,其中,
在步骤2中,搅拌的速率为100~800r/min,优选为200~500r/min,更优选为200~300r/min;和/或
在步骤1和步骤2中,任选地,还加入无机物和聚合物;优选地,所述无机物为除磁性材料之外的无机物,例如二氧化硅,所述聚合物为除聚酰胺之外的聚合物;更优选地,所述无机物或所述聚合物与聚酰胺的重量比为(0.01~1):1,优选为(0.05~0.1):1。
(8)根据上述(1)至(7)所述的方法,其中,在步骤3中,
第二溶剂与第三溶液的体积比为(2~10):1,优选为(2~5):1,更优选为(2~3):1;和/或
搅拌的速率为100~800r/min,优选为200~500r/min,更优选为200~300r/min。
(9)根据上述(1)至(8)之一所述的方法,其中,在步骤4中,所述后处理如下进行:依次进行离心、洗涤和干燥,优选地,离心2次,然后洗涤2次,更优选地,所述干燥于30~60℃进行。
本发明另一方方面提供了一种聚酰胺磁性颗粒,优选采用上述(1)至(9)之一所述方法获得,其中,所述聚酰胺磁性颗粒具有磁性且聚酰胺磁性颗粒优选呈球形;更优选地,所述颗粒的粒径为10nm~10μm,优选为50~400nm,更优选为100~300nm。
附图说明
图1示出实施例7制备过程中的中间产物的扫描电镜图;
图2示出实施例7得到的样品的透射电镜图;
图3示出对比例1得到的样品的扫描电镜图;
图4示出对比例2得到的样品的扫描电镜图。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本发明一方面提供了一种聚酰胺磁性颗粒的制备方法,其中,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚酰胺加入第一溶剂中,然后加入磁性材料,得到第一溶液。
其中,在步骤1中,优选使聚酰胺溶于第一溶剂中。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤1中,所述第一溶剂选自硫酸水溶液、酚类溶剂、甲酸、乙酸、含氟溶剂、含氯溶剂、N-二甲基甲酰胺、二甲氨基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。
在进一步优选的实施方式中,所述酚类溶剂包括苯酚、间苯二酚、对苯二酚和间甲酚,所述含氟溶剂包括六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸;所述含氯溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、1,2-二氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤1中,所述第一溶剂选自苯酚、间甲酚、甲酸、乙酸和N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
其中,在步骤1中,采用第一溶剂溶解聚酰胺,因此,第一溶剂相当于聚酰胺的良溶剂。
根据本发明一种优选的实施方式,聚酰胺在第一溶液中的浓度为(0.1~20)wt%。
在进一步优选的实施方式中,聚酰胺在第一溶液中的浓度为(1~15)wt%。
在更进一步优选的实施方式中,聚酰胺在第一溶液中的浓度为(5~10)wt%。
根据本发明一种优选的实施方式,磁性材料选自四氧化三铁、γ-三氧化二铁和铁氧体磁性材料(如钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)、锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)、镍锌铁氧体、锰铁氧体)中的一种或几种。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤1于超声下进行。
在进一步优选的实施方式中,所述超声进行1s~20min。
在更进一步优选的实施方式中,所述超声进行0.2~15min,例如5~10min。
其中,步骤1于超声下进行,一方面可以使磁性材料与聚酰胺充分混合,另一方面,在超声下磁性颗粒被打碎,得到粒径相对更小的磁性颗粒,这样,使磁性材料在更小的粒径下与聚酰胺充分混合,而不发生团聚。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤1中,磁性材料与聚酰胺的重量比为(0.001~1):1。
在进一步优选的实施方式中,在步骤1中,磁性材料与聚酰胺的重量比为(0.005~0.1):1。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤1中,磁性材料与聚酰胺的重量比为(0.01~0.3):1,例如(0.1~0.3):1。
其中,在本发明中,采用低含量的磁性材料即具有高磁性。也在于磁性材料的粒径小、且分散均匀。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤1中,还加入表面活性剂,优选在加入磁性材料前加入表面活性剂。
在进一步优选的实施方式中,所述表面活性剂选自聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、和壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)、吐温60、吐温80、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非离子表面活性剂、醇醚硫酸盐(AES)、十六烷基苯磺酸钠、失水山梨醇酯、蔗糖酯、烷基醇酰胺中的一种或几种。
在更进一步优选的实施方式中,所述表面活性剂选自聚乙烯亚胺、壬基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇酯中的一种或几种。
其中,磁性材料具有亲水性而聚酰胺具有亲油性,两者之间不易亲和,故而使磁性材料在聚酰胺中分散不均匀,因此,在本发明中,加入表面活性剂,提高了聚酰胺与磁性材料之间的亲和性能,使磁性材料在聚酰胺中均匀分散,而不影响聚酰胺的强度。
根据本发明一种优选的实施方式,表面活性剂在第一溶液中的浓度为(0.1~5)wt%。
在进一步优选的实施方式中,表面活性剂在第一溶液中的浓度为(0.2~3)wt%。
在更进一步优选的实施方式中,表面活性剂在第一溶液中的浓度为(0.5~1.5)wt%。
其中,表面活性剂的作用是提高磁性材料与聚酰胺之间的相容性,具体地,表面活性剂包覆于磁性材料表面,在磁性材料的表面形成亲油层,改善其与聚酰胺的亲和性。因此,较于磁性材料,表面活性剂的用量相对较少,只要能在磁性材料的表面形成一层结构即可。
步骤2、将第一溶剂与第二溶剂混合,得到第二溶液,然后在搅拌下,将所述第二溶液滴加入第一溶液中,得到第三溶液。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤2中,所述第二溶剂选自水、氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中的一种或几种。
其中,氢氧化钾水溶液的浓度为1~5mol/L,例如3mol/L;氢氧化钠水溶液为1~8mol/L,例如4.5mol/L。
在进一步优选的实施方式中,在步骤2中,所述第二溶剂选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甲苯、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中的一种或几种。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤2中,所述第二溶剂选自水、乙醇和丙酮中的一种或几种。
其中,第二溶剂对聚酰胺的溶解性相对较差,相当于是不良溶剂。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤2中,第一溶剂与第二溶剂的体积比为1:(0.5~10)。
在进一步优选的实施方式中,在步骤2中,第一溶剂与第二溶剂的体积比为1:(1~8)。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤2中,第一溶剂与第二溶剂的体积比为1:(2~5),例如1:2.5。
其中,在步骤2中,将第一溶剂与第二溶剂混合,得到第二溶液,即聚酰胺的良溶剂与不良溶剂的混合,这样,将所述第二溶液加入第一溶液后,第一溶液中分子量较大的聚酰胺会夹带磁性材料进行沉淀。
在本发明中,没有直接采用聚酰胺的不良溶剂进行沉淀,因为,若直接采用不良溶剂进行沉淀,则大分子量的聚酰胺与低分子量的聚酰胺同时沉淀,得到的颗粒粒径较大。而本发明的目的是活得具有磁性且具有较小粒径的接近纳米级的聚酰胺磁性颗粒。因此,在本发明中,进行分级沉淀。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤2中第二溶液与步骤1中第一溶液的体积比为(0.1~100):1。
在进一步优选的实施方式中,步骤2中第二溶液与步骤1中第一溶液的体积为(0.5~50):1。
在更进一步优选的实施方式中,步骤2中第二溶液与步骤1中第一溶液的体积为(1~5):1,例如(1~1.5):1。
其中,在步骤2中,第一溶液的体积即为步骤1中第一溶剂的体积,其中,第二溶液的作用是沉淀剂,用于沉淀分子量较大的聚酰胺,因此,需要控制第二溶液与步骤1中第一溶剂的体积比,如果比例太大,则会使沉淀过度,若比例太小,则会使大分子的聚酰胺沉淀不完全。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤2中,搅拌的速率为100~800r/min。
在进一步优选的实施方式中,在步骤2中,搅拌的速率为200~500r/min。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤2中,搅拌的速率为200~300r/min。
其中,搅拌的目的是防止沉淀的颗粒联结,转速过低,颗粒可能联结,粒径不均匀,可能过大;转速过高,装置不稳定。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤1和步骤2中,任选地,还加入无机物和聚合物。
在进一步优选的实施方式中,所述无机物为除磁性材料之外的无机物,例如二氧化硅,所述聚合物为除聚酰胺之外的聚合物。
在更进一步优选的实施方式中,所述无机物或所述聚合物与聚酰胺的重量比为(0.01~1):1,优选为(0.05~0.1):1。
步骤3、在搅拌下,向第三溶液中滴加第二溶剂。
其中,在步骤3中,加入第二溶剂,使第三溶液中没有沉淀的聚酰胺进行沉淀。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤3中,第二溶剂与第三溶液的体积比为(2~10):1。
在进一步优选的实施方式中,在步骤3中,第二溶剂与第三溶液的体积比为(2~5):1。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤3中,第二溶剂与第三溶液的体积比为(2~3):1。
其中,在步骤3中,第第三溶液的体积即为步骤1中第一溶液的体积与步骤2中第二溶液的体积的加和。在步骤2中进行了初步沉淀,则步骤3的第二溶液中没有沉淀的为分子量相对较小的聚酰胺,因此,为了使聚酰胺充分沉淀,则需要加入大量的第二溶剂,即沉淀剂。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤3中,搅拌的速率为100~800r/min。
在进一步优选的实施方式中,在步骤3中,搅拌的速率为200~500r/min。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤3中,搅拌的速率为200~300r/min。
其中,搅拌的目的是防止沉淀的颗粒联结,转速过低,颗粒可能联结,粒径不均匀,可能过大;转速过高,装置不稳定。
步骤4、进行后处理,得到所述聚酰胺磁性颗粒。
根据本发明一种优选的实施方式,在步骤4中,所述后处理如下进行:依次进行离心、洗涤和干燥。
其中,离心后取沉淀物,再对沉淀物进行洗涤,最后干燥,得到所述聚酰胺磁性颗粒。
在进一步优选的实施方式中,离心2次,然后洗涤2次。
其中,优选地,采用水或水与其它物质的混合溶液进行洗涤,所述其它物质包括乙醇、丙酮、四氢呋喃等有机溶剂以及无机盐、酸类物质和碱类物质。更优选采用水洗涤。
在更进一步优选的实施方式中,所述干燥于30~60℃进行。
本发明另一方面提供了一种聚酰胺磁性颗粒,优选采用本发明上述方法获得,其中,聚酰胺磁性颗粒呈球形且具有磁性。
其中,磁性材料在颗粒内均匀分散。
根据本发明一种优选的实施方式,所述颗粒的粒径为10~500nm。
在进一步优选的实施方式中,所述颗粒的粒径为50~400nm。
在更进一步优选的实施方式中,所述颗粒的粒径为100~300nm。
其中,采用本发明所述方法可以得到磁性颗粒,并且颗粒粒径较小,呈近纳米级。
这样,由于材料的粒径较小,因此,一方面,在粘合剂领域,可以进行较小裂缝的粘合。因为,粒径小的聚酰胺磁性颗粒很容易进行裂缝内,然后加热即可粘合。并且,由于所述颗粒具有磁性,可以在磁场作用下控制颗粒的运动,使其充分进行裂缝中;另一方面,在纤维领域,由本发明所述颗粒得到的纤维具有高强度、高磁性作用,可以应用与磁性纤维。
本发明所具有的有益效果:
(1)本发明所述方法在表面活性剂与超声的双重作用下,使磁性材料均匀分散于聚酰胺内,得到性能良好的聚酰胺磁性材料;
(2)本发明所述方法采用不同溶剂进行分级沉淀,得到粒径较小的聚酰胺磁性颗粒;
(3)本发明所述方法简单,易行;
(4)本发明所述方法得到的颗粒不仅具有磁性,而且粒径较小,这样,可以充分用于裂缝的粘合,而且,可以通过磁场控制颗粒的运动。
实施例
以下通过具体实例进一步描述本发明。不过这些实例仅仅是范例性的,并不对本发明的保护范围构成任何限制。
实施例1
将1.8926g聚酰胺溶于20mL甲酸中,加入0.25g聚乙烯亚胺,然后加入0.6g四氧化三铁颗粒,超声处理5min,得到第一溶液。
将10mL N-二甲基甲酰胺加入20mL去离子水中,得到第二溶液。然后在搅拌速度为100rpm、室温下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在搅拌下,向第三溶液中滴入100mL丙酮,然后持续搅拌10min。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
实施例2
将2.0453g聚酰胺溶于25mL间甲酚,加入0.3g壬基酚聚氧乙烯醚,然后加入0.625g四氧化三铁颗粒,超声处理5min,得到第一溶液。
将8mL间甲酚加入22mL去离子水中,得到第二溶液。然后在搅拌速度为200rpm、4℃下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在搅拌速度为200rpm、40℃下,向第三溶液中滴入165mL50%的乙醇,然后持续搅拌20min。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
实施例3
把1.0673g聚酰胺粒子溶于20mL苯酚,加入0.09g失水山梨醇酯,然后加入0.16g四氧化三铁颗粒,超声处理2min,得到第一溶液。
将12mL间甲酚加入20mL丙酮中,得到第二溶液。然后在搅拌速度为150rpm、室温下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在150rpm的搅拌速度下,向第三溶液中滴入110mL 70%的乙醇,然后持续搅拌15min。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
实施例4
把3.1025g PA6粒子溶于20mL三氟乙醇中,加入0.09g失水山梨醇酯,然后加入0.14g四氧化三铁颗粒,超声处理15min,得到第一溶液。
将10mL间甲酚加入30mL去二甲苯,得到第二溶液。然后在搅拌速度为200rpm、50℃下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在300rpm的搅拌速度下向第三溶液中滴入180mL乙醇,然后持续搅拌20min。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
实施例5
把2.7690g PA66粒子溶于25mL二甲基甲酰胺中,加入0.25g聚乙烯亚胺,然后加入0.5g四氧化三铁颗粒,超声处理10min,得到第一溶液。
将10mL的甲酸加入25mL去离子水中,得到第二溶液。然后在搅拌速度为100rpm、室温下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在200rpm搅拌速度、室温下,向第三溶液中滴入的150mL甲醇,然后持续搅拌30min。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
实施例6
把4.3512g PA12粒子溶于30mL乙酸中,加入0.5失水山梨醇酯,然后加入0.9g四氧化三铁颗粒,0.5g二氧化硅,超声处理15min,得到第一溶液。
将10mL苯酚和25mL水作为第二溶液。然后在搅拌速度为200rpm、室温下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在200rpm搅拌速度、室温下,向第三溶液中滴入200mL丙酮,然后持续搅拌40min。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
实施例7
将5.2101g PA66粒子溶于50mL甲酸中,加入0.8失水山梨醇酯,然后加入1.75g四氧化三铁颗粒,超声处理7min,得到第一溶液。
将18mL苯酚和42mL水作为第二溶液。然后在搅拌速度为300rpm、室温下,将第二溶液逐滴加入第一溶液中,直到出现白色沉淀,得到第三溶液。
在搅拌速度为200rpm、室温下,向第三溶液中滴入500mL去离子水,然后持续搅拌1h。
依次进行离心、去离子水洗涤,再经干燥,得到聚酰胺磁性颗粒。
对比例
对比例1
重复实施例7的过程,区别在于:没有添加表面活性剂。
对比例2
重复实施例7的过程,区别在于:在步骤1中采用搅拌替代超声。
实验例
实验例1磁性测试
对实施例7得到的样品进行磁性检测,其中,所述样品可以完全被磁铁吸附,说明得到的聚酰胺磁性颗粒具有磁性。
实验例2扫描电镜测试
(1)在实施例7制备过程中的中间产物于磁场下进行排列,并对排列过程的一个中间形态进行扫描电镜测试,结果如图1所示。
其中,由图1可以看出,中间产物在磁场下排列后得到树状形态,可证明其磁性和可排列性质,其经过干燥喷金制样在扫描电镜下可看到树状的结构。。
(2)对对比例1~2得到的样品进行扫描电镜测试,结果分别如图3~4所示。其中:
由图3可以看出,在不添加表面活性剂的情况下,存在不成颗粒的状态,而且比例较大。
由图4可以看出,采用搅拌替代超声后,得到的颗粒的大小不一,较大的颗粒甚至达到微米级,而这对后期应用会有影响。
实验例3透射电镜检测
对实施例7得到的样品进行透射电镜检测,结果分别如图2所示。
其中,在图2中,磁性材料在聚酰胺中分布非常均匀,且磁性材料尺寸非常小,为纳米级,说明,采用本发明所述方法不仅可以将磁性材料打碎,而且磁性材料在聚酰胺中可以均匀分布。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种聚酰胺磁性颗粒的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚酰胺加入第一溶剂中,然后加入磁性材料,得到第一溶液;
步骤2、将第一溶剂与第二溶剂混合,得到第二溶液,然后在搅拌下,将所述第二溶液滴加入第一溶液中,得到第三溶液;
步骤3、在搅拌下,向第三溶液中滴加第二溶剂;
步骤4、进行后处理,得到所述聚酰胺磁性颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤1中,
所述第一溶剂选自硫酸水溶液、酚类溶剂、甲酸、乙酸、含氟溶剂、含氯溶剂、N-二甲基甲酰胺、二甲氨基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种;优选地,所述酚类溶剂包括苯酚、间苯二酚、对苯二酚和间甲酚,所述含氟溶剂包括六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸,所述含氯溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、1,2-二氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷;更优选地,所述第一溶剂选自苯酚、间甲酚、甲酸、乙酸和N-二甲基甲酰胺中的一种或几种;和/或
聚酰胺在第一溶液中的浓度为(0.1~20)wt%,优选为(1~15)wt%,更优选为(5~10)wt%。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
在步骤1中,磁性材料选自四氧化三铁、γ-三氧化二铁和铁氧体磁性材料(如钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)、锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)、镍锌铁氧体、锰铁氧体)中的一种或几种;和/或
在步骤1中,磁性材料与聚酰胺的重量比为(0.001~1):1,优选为(0.005~0.1):1,更优选为(0.01~0.3):1,例如(0.1~0.3):1;和/或
步骤1于超声下进行,优选地,所述超声进行1s~20min,更优选地,所述超声进行0.2~15min,例如5~10min。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法,其特征在于,在步骤1中,还加入表面活性剂,优选在加入磁性材料前加入表面活性剂,其中,
所述表面活性剂选自聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、和壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)、吐温60、吐温80、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非离子表面活性剂、醇醚硫酸盐(AES)、十六烷基苯磺酸钠、失水山梨醇酯、蔗糖酯、烷基醇酰胺中的一种或几种,优选选自聚乙烯亚胺、壬基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇酯中的一种或几种;和/或
表面活性剂在第一溶液中的浓度为(0.1~5)wt%,优选为(0.2~3)wt%,更优选为(0.5~1.5)wt%。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法,其特征在于,在步骤2中,所述第二溶剂选自水、氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中的一种或几种,优选选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甲苯、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中的一种或几种,更优选选自水、乙醇和丙酮中的一种或几种;和/或
第一溶剂与第二溶剂的体积比为1:(0.5~10),优选为1:(1~8),更优选为1:(2~5),例如1:2.5。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法,其特征在于,步骤2中第二溶液与步骤1中第一溶液的体积比为(0.1~100):1,优选为(0.5~50):1,更优选为(1~5):1,例如(1~1.5):1。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法,其特征在于,
在步骤2中,搅拌的速率为100~800r/min,优选为200~500r/min,更优选为200~300r/min;和/或
在步骤1和步骤2中,任选地,还加入无机物和聚合物;优选地,所述无机物为除磁性材料之外的无机物,例如二氧化硅,所述聚合物为除聚酰胺之外的聚合物;更优选地,所述无机物或所述聚合物与聚酰胺的重量比为(0.01~1):1,优选为(0.05~0.1):1。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法,其特征在于,在步骤3中,
第二溶剂与第三溶液的体积比为(2~10):1,优选为(2~5):1,更优选为(2~3):1;和/或
搅拌的速率为100~800r/min,优选为200~500r/min,更优选为200~300r/min。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法,其特征在于,在步骤4中,所述后处理如下进行:依次进行离心、洗涤和干燥,优选地,离心2次,然后洗涤2次,;更优选地,所述干燥于30~60℃进行。
10.一种聚酰胺磁性颗粒,优选采用权利要求1至9之一所述方法获得,其中,所述聚酰胺磁性颗粒具有磁性且聚酰胺磁性颗粒优选呈球形;更优选地,所述颗粒的粒径为10nm~10μm,优选为50~400nm,更优选为100~300nm。
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