CN109796754A - 聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料 - Google Patents
聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109796754A CN109796754A CN201910118812.9A CN201910118812A CN109796754A CN 109796754 A CN109796754 A CN 109796754A CN 201910118812 A CN201910118812 A CN 201910118812A CN 109796754 A CN109796754 A CN 109796754A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyamide
- composite
- preparation
- nano
- polyamide nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明公开了聚酰胺纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米Fe3O4颗粒在掺杂剂对甲苯磺酸钠存在的条件下，以三氯化铁为氧化剂使吡咯单体在纳米Fe3O4颗粒表面发生化学氧化聚合反应得导电填料；(2)玄武岩纤维的预处理；(3)将预处理的玄武岩纤维利用硅烷偶联剂进行改性，得到改性玄武岩纤维；(4)将生物质石墨烯、导电填料、改性玄武岩纤维混合均匀，升温至50～80℃并保温，加入聚酰胺6树脂搅拌20‑30min，然后通过塑料挤出机熔融并挤出，经冷却、吹干、切粒；还提供由所述方法制得的聚酰胺纳米复合材料，各方面性能优异，拉伸强度大于185MPa，抗静电效果好韧性佳。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料。
背景技术
聚酰胺俗称尼龙，密度1.15g/cm3，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA，其中脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。聚酰胺主要用于合成纤维，其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维，比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，可大大提高其耐磨性；当拉伸至3-6％时，弹性回复率可达100％；能经受上万次折挠而不断裂。
磁性纳米微粒与高分子复合而成的纳米复合材料兼具纳米磁性材料和高分子材料的特征，在光、电、声、磁等方面显示出独特的性质，因此在化学工业、信息材料、医学及生物工程等方面具有潜在的应用前景。
聚酰胺6(PA6)是一种重要的工程塑料，由于具有机械强度高、耐磨和耐化学性等优越的综合性能，被广泛用于纤维、塑料和薄膜的生产。但是，PA6塑料是一种绝缘材料，具有较高的表面电阻，表面电荷的积累没法泄漏从而产生静电，由于静电放电会给人身和财产造成安全隐患；现有的聚酰胺6使用时常采用纤维进行增强改性以提高其韧性和强度，但存在纤维与聚酰胺6的相容性差的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有的聚酰胺复合材料功能单一，抗静电效果差、强度低、韧性低。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
聚酰胺纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)往纳米Fe3O4颗粒中加入对甲苯磺酸钠、蒸馏水搅拌混匀，加入吡咯边搅拌边滴入FeCl3水溶液，反应2-4h，停止搅拌，将反应物离心分离、洗涤，如此重复3～5次，所得的产物在80℃真空干燥至恒重，得导电填料；
(2)将玄武岩纤维采用低温氧等离子处理，得预处理的玄武岩纤维；
(3)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇和蒸馏水的混合溶剂中搅拌均匀，加入步骤(2)预处理的玄武岩纤维静置20-30min后取出室温晾干，随后在120℃烘箱内加热1-2h，取出置于75-80℃烘箱内干燥2-3h，得到改性玄武岩纤维；
(4)将生物质石墨烯、步骤(1)导电填料、步骤(3)改性玄武岩纤维混合均匀，升温至50～80℃并保温，加入聚酰胺6树脂搅拌20-30min，然后通过塑料挤出机熔融并挤出，经冷却、吹干、切粒，即可得聚酰胺纳米复合材料。
进一步，所述步骤(1)中所述FeCl3与吡咯的物质的量之比为(1-3)∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述纳米Fe3O4颗粒的质量比为(0.15-0.45)∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述对甲苯磺酸钠浓度为0.01-0.03g·mL-1。
进一步，所述步骤(2)中低温氧等离子处理时，气体的压强为80-90Pa，放电功率为200-300W，处理时间为180-200s。
进一步，所述步骤(3)中的混合溶剂中无水乙醇∶蒸馏水按照体积比5∶95混合而成。
进一步，所述步骤(3)中硅烷偶联剂用量为玄武岩纤维质量的3-5％；其中所述的硅烷偶联剂KH-550或KH-560。
进一步，所述步骤(4)中所述生物质石墨烯的添加量为聚酰胺6树脂质量的5-15％；所述导电填料的添加量为聚酰胺6树脂质量的3-5％；所述改性玄武岩纤维的添加量为聚酰胺6树脂质量的4-6％。
进一步，所述步骤(4)中所述塑料挤出机熔融温度为165-215℃。
进一步，本申请还公开由所述的方法制备的聚酰胺纳米复合材料。
本发明技术有益效果：本发明的制备方法简单操作简便，成本低廉；将纳米Fe3O4颗粒在掺杂剂对甲苯磺酸钠存在的条件下，以三氯化铁为氧化剂使吡咯单体在纳米Fe3O4颗粒表面发生化学氧化聚合反应，提高了纳米Fe3O4颗粒的导电性，从而改善了纳米复合纤维的抗静电性能和磁性；将玄武岩纤维先用低温氧等离子处理后，能使得玄武岩纤维上含有大量的活性有机基团，能有效的提升接枝反应的效果，再用硅烷偶联剂接枝改性提高其与聚酰胺树脂的相容性；制备得到的聚酰胺纳米复合材料各方面性能优异，拉伸强度大于185MPa，抗静电效果好韧性佳。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。
实施例1
聚酰胺纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)往纳米Fe3O4颗粒中加入对甲苯磺酸钠、蒸馏水搅拌混匀，加入吡咯边搅拌边滴入FeCl3水溶液，反应2h，停止搅拌，将反应物离心分离、洗涤，如此重复3～5次，所得的产物在80℃真空干燥至恒重，得导电填料；
(2)将玄武岩纤维采用低温氧等离子处理，得预处理的玄武岩纤维；
(3)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇和蒸馏水的混合溶剂中搅拌均匀，加入步骤(2)预处理的玄武岩纤维静置20min后取出室温晾干，随后在120℃烘箱内加热1h，取出置于75℃烘箱内干燥2h，得到改性玄武岩纤维；
(4)将生物质石墨烯、步骤(1)导电填料、步骤(3)改性玄武岩纤维混合均匀，升温至50℃并保温，加入聚酰胺6树脂搅拌20min，然后通过塑料挤出机熔融并挤出，经冷却、吹干、切粒，即可得聚酰胺纳米复合材料。
进一步，所述步骤(1)中所述FeCl3与吡咯的物质的量之比为1∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述纳米Fe3O4颗粒的质量比为0.15∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述对甲苯磺酸钠浓度为0.01g·mL-1。
进一步，所述步骤(2)中低温氧等离子处理时，气体的压强为80Pa，放电功率为200W，处理时间为180s。
进一步，所述步骤(3)中的混合溶剂中无水乙醇∶蒸馏水按照体积比5∶95混合而成。
进一步，所述步骤(3)中硅烷偶联剂用量为玄武岩纤维质量的3％；其中所述的硅烷偶联剂KH-550或KH-560。
进一步，所述步骤(4)中所述生物质石墨烯的添加量为聚酰胺6树脂质量的5％；所述导电填料的添加量为聚酰胺6树脂质量的3％；所述改性玄武岩纤维的添加量为聚酰胺6树脂质量的4％。
进一步，所述步骤(4)中所述塑料挤出机熔融温度为165℃。
实施例2
聚酰胺纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)往纳米Fe3O4颗粒中加入对甲苯磺酸钠、蒸馏水搅拌混匀，加入吡咯边搅拌边滴入FeCl3水溶液，反应3h，停止搅拌，将反应物离心分离、洗涤，如此重复3～5次，所得的产物在80℃真空干燥至恒重，得导电填料；
(2)将玄武岩纤维采用低温氧等离子处理，得预处理的玄武岩纤维；
(3)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇和蒸馏水的混合溶剂中搅拌均匀，加入步骤(2)预处理的玄武岩纤维静置25min后取出室温晾干，随后在120℃烘箱内加热1.5h，取出置于77℃烘箱内干燥2.5h，得到改性玄武岩纤维；
(4)将生物质石墨烯、步骤(1)导电填料、步骤(3)改性玄武岩纤维混合均匀，升温至60℃并保温，加入聚酰胺6树脂搅拌25min，然后通过塑料挤出机熔融并挤出，经冷却、吹干、切粒，即可得聚酰胺纳米复合材料。
进一步，所述步骤(1)中所述FeCl3与吡咯的物质的量之比为2∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述纳米Fe3O4颗粒的质量比为0.25∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述对甲苯磺酸钠浓度为0.02g·mL-1。
进一步，所述步骤(2)中低温氧等离子处理时，气体的压强为85Pa，放电功率为250W，处理时间为190s。
进一步，所述步骤(3)中的混合溶剂中无水乙醇∶蒸馏水按照体积比5∶95混合而成。
进一步，所述步骤(3)中硅烷偶联剂用量为玄武岩纤维质量的4％；其中所述的硅烷偶联剂KH-550或KH-560。
进一步，所述步骤(4)中所述生物质石墨烯的添加量为聚酰胺6树脂质量的8％；所述导电填料的添加量为聚酰胺6树脂质量的4％；所述改性玄武岩纤维的添加量为聚酰胺6树脂质量的5％。
进一步，所述步骤(4)中所述塑料挤出机熔融温度为185℃。
实施例3
聚酰胺纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)往纳米Fe3O4颗粒中加入对甲苯磺酸钠、蒸馏水搅拌混匀，加入吡咯边搅拌边滴入FeCl3水溶液，反应4h，停止搅拌，将反应物离心分离、洗涤，如此重复3～5次，所得的产物在80℃真空干燥至恒重，得导电填料；
(2)将玄武岩纤维采用低温氧等离子处理，得预处理的玄武岩纤维；
(3)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇和蒸馏水的混合溶剂中搅拌均匀，加入步骤(2)预处理的玄武岩纤维静置30min后取出室温晾干，随后在120℃烘箱内加热2h，取出置于80℃烘箱内干燥3h，得到改性玄武岩纤维；
(4)将生物质石墨烯、步骤(1)导电填料、步骤(3)改性玄武岩纤维混合均匀，升温至80℃并保温，加入聚酰胺6树脂搅拌30min，然后通过塑料挤出机熔融并挤出，经冷却、吹干、切粒，即可得聚酰胺纳米复合材料。
进一步，所述步骤(1)中所述FeCl3与吡咯的物质的量之比为3∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述纳米Fe3O4颗粒的质量比为0.45∶1。
进一步，所述步骤(1)中所述对甲苯磺酸钠浓度为0.03g·mL-1。
进一步，所述步骤(2)中低温氧等离子处理时，气体的压强为90Pa，放电功率为300W，处理时间为200s。
进一步，所述步骤(3)中的混合溶剂中无水乙醇∶蒸馏水按照体积比5∶95混合而成。
进一步，所述步骤(3)中硅烷偶联剂用量为玄武岩纤维质量的5％；其中所述的硅烷偶联剂KH-550或KH-560。
进一步，所述步骤(4)中所述生物质石墨烯的添加量为聚酰胺6树脂质量的15％；所述导电填料的添加量为聚酰胺6树脂质量的5％；所述改性玄武岩纤维的添加量为聚酰胺6树脂质量的6％。
进一步，所述步骤(4)中所述塑料挤出机熔融温度为215℃。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)往纳米Fe3O4颗粒中加入对甲苯磺酸钠、蒸馏水搅拌混匀，加入吡咯边搅拌边滴入FeCl3水溶液，反应2-4h，停止搅拌，将反应物离心分离、洗涤，如此重复3～5次，所得的产物在80℃真空干燥至恒重，得导电填料；
(2)将玄武岩纤维采用低温氧等离子处理，得预处理的玄武岩纤维；
(3)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇和蒸馏水的混合溶剂中搅拌均匀，加入步骤(2)预处理的玄武岩纤维静置20-30min后取出室温晾干，随后在120℃烘箱内加热1-2h，取出置于75-80℃烘箱内干燥2-3h，得到改性玄武岩纤维；
(4)将生物质石墨烯、步骤(1)导电填料、步骤(3)改性玄武岩纤维混合均匀，升温至50～80℃并保温，加入聚酰胺6树脂搅拌20-30min，然后通过塑料挤出机熔融并挤出，经冷却、吹干、切粒，即可得聚酰胺纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述FeCl3与吡咯的物质的量之比为(1-3)∶1。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述纳米Fe3O4颗粒的质量比为(0.15-0.45)∶1。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述对甲苯磺酸钠浓度为0.01-0.03g·mL-1。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中低温氧等离子处理时，气体的压强为80-90Pa，放电功率为200-300W，处理时间为180-200s。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的混合溶剂中无水乙醇∶蒸馏水按照体积比5∶95混合而成。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硅烷偶联剂用量为玄武岩纤维质量的3-5％；其中所述的硅烷偶联剂KH-550或KH-560。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述生物质石墨烯的添加量为聚酰胺6树脂质量的5-15％；所述导电填料的添加量为聚酰胺6树脂质量的3-5％；所述改性玄武岩纤维的添加量为聚酰胺6树脂质量的4-6％。
9.根据权利要求1所述的聚酰胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述塑料挤出机熔融温度为165-215℃。
10.由权利要求1-9任一项所述的方法制备的聚酰胺纳米复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910118812.9A CN109796754A (zh) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910118812.9A CN109796754A (zh) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109796754A true CN109796754A (zh) | 2019-05-24 |
Family
ID=66561065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910118812.9A Withdrawn CN109796754A (zh) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109796754A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110564140A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-13 | 上海华合复合材料有限公司 | 一种高性能、抗静电的填充增强聚酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN111019263A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 余姚市宏达喷雾器有限公司 | 一种高韧性阻燃的喷雾器壳体材料及其制备方法 |
| CN114737271A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-12 | 绍兴兆丰绒织品有限公司 | 一种抗静电锦纶面料处理方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101125738A (zh) * | 2007-07-18 | 2008-02-20 | 张家港中联科技有限公司 | 玄武岩纤维的表面处理方法 |
| CN102585493A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-18 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 一种纳米粒子/聚酰胺复合材料、制备方法及其应用 |
| CN104237350A (zh) * | 2014-10-09 | 2014-12-24 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于磁性纳米粒子改性电极的电化学传感器 |
| CN104845361A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-19 | 扬州利贞复合材料有限公司 | 短切碳纤维、纳米导电炭黑/石墨烯协同增强高导电热塑性塑料及其制备方法 |
| CN105504803A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种高流动性纤维增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN107523025A (zh) * | 2017-10-11 | 2017-12-29 | 山东圣泉新材料股份有限公司 | 具有电磁屏蔽功能的导电母粒及其制备方法、应用，纤维 |
-
2019
- 2019-02-15 CN CN201910118812.9A patent/CN109796754A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101125738A (zh) * | 2007-07-18 | 2008-02-20 | 张家港中联科技有限公司 | 玄武岩纤维的表面处理方法 |
| CN102585493A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-18 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 一种纳米粒子/聚酰胺复合材料、制备方法及其应用 |
| CN104237350A (zh) * | 2014-10-09 | 2014-12-24 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于磁性纳米粒子改性电极的电化学传感器 |
| CN104845361A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-19 | 扬州利贞复合材料有限公司 | 短切碳纤维、纳米导电炭黑/石墨烯协同增强高导电热塑性塑料及其制备方法 |
| CN105504803A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种高流动性纤维增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN107523025A (zh) * | 2017-10-11 | 2017-12-29 | 山东圣泉新材料股份有限公司 | 具有电磁屏蔽功能的导电母粒及其制备方法、应用，纤维 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110564140A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-13 | 上海华合复合材料有限公司 | 一种高性能、抗静电的填充增强聚酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN111019263A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 余姚市宏达喷雾器有限公司 | 一种高韧性阻燃的喷雾器壳体材料及其制备方法 |
| CN114737271A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-12 | 绍兴兆丰绒织品有限公司 | 一种抗静电锦纶面料处理方法 |
| CN114737271B (zh) * | 2022-05-24 | 2024-01-26 | 绍兴兆丰绒织品有限公司 | 一种抗静电锦纶面料处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109796754A (zh) | 聚酰胺纳米复合材料的制备方法及聚酰胺纳米复合材料 | |
| CN102219997B (zh) | 一种采用细菌纤维素为模板制备聚吡咯包覆细菌纤维素纳米导电复合材料的方法 | |
| CN103937177A (zh) | 一种高导热改性塑料及其制备方法 | |
| CN107180706A (zh) | 染料功能化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及应用 | |
| CN112920446B (zh) | 一种耐热强化聚酰胺及其制备方法 | |
| CN105732917A (zh) | 一种还原氧化石墨烯接枝聚丙烯腈的制备方法 | |
| CN104559100B (zh) | 功能化环糊精阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN108755279B (zh) | 一种芳纶纤维多孔导电纸及其制备方法 | |
| CN101831033A (zh) | 一种环境友好的改性羧甲基纤维素热塑材料的制备方法 | |
| CN102816439B (zh) | 一种复合改性大豆蛋白塑料及其制备方法 | |
| CN115124776A (zh) | 一种天然竹纤维改性pe或pp复合材料及其制备方法 | |
| CN106893120B (zh) | 一种应变响应导电水凝胶的制备方法 | |
| CN104845150A (zh) | 一种pet/ptt/碳纳米管复合材料及其制备方法 | |
| CN109244333A (zh) | 一种交联锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
| CN103232661A (zh) | 一种碳纳米管/聚乙烯醇导电复合材料的制备方法 | |
| CN115716882B (zh) | 一种改性纤维素纳米晶及其制备方法和应用 | |
| CN108003437A (zh) | 一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料及其制备方法 | |
| CN110041565A (zh) | 一种生物基阻燃剂及其制备方法和应用 | |
| CN1903935A (zh) | 聚酯/石墨纳米导电复合材料及其制备方法 | |
| CN105885076A (zh) | 一种聚吡咯/微晶纤维素高柔性导电复合材料的制备方法 | |
| CN114806120A (zh) | 一种耐热聚乳酸发泡热成型体的制备方法 | |
| CN105061648B (zh) | 一种以改性碳纳米管为抗静电剂的聚苯乙烯超微粉体的制备方法 | |
| CN111607159B (zh) | 一种增韧改性聚丙烯基粒料及其制备方法 | |
| CN109749202A (zh) | 一种高强度聚乙烯塑料袋 | |
| CN105693937A (zh) | 一种超高分子量导电复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190524 |