一種氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料的製作方法

2023-06-09 23:27:31

專利名稱：一種氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種共聚物納米複合材料，具體地說，涉及一種氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料。
背景技術：
利用納米微粒對聚合物進行改性，發揮聚合物在光、電、磁、生物、醫學、機械等方面的獨特性能，能取得許多研究應用成果。以聚醯胺、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酯、環氧樹脂、矽橡膠等為載體，天然粘土礦物蒙脫土為納米分散相且具有優異綜合性能的納米塑料在航空、通訊、食品等領域，已顯示出廣闊的開發和應用前景。具有優異的性能和較好的性能價格比的納米尼龍6以及聚乙烯納米合金材料，也已部分實現工業生產。SiO2/聚苯乙烯、SiO2/聚醯亞胺納米複合材料以及聚苯胺和聚吡咯電活性聚合物嵌入到層狀黏土礦物中合成的金屬絕緣體納米複合材料等有機/無機納米複合材料，在材料科學中脫穎而出，展現出其獨特的性能優勢，推動了納米聚合物複合材料在塑料、纖維、橡膠、樹脂、粘合劑等行業的應用發展。
氯乙烯與丙烯腈聚合得到的共聚物具有優良的阻燃性能。習慣上將氯乙烯/丙烯腈共聚物紡成的纖維稱為腈氯綸，該類纖維不僅具有腈綸的特點，如彈性、保溫性、顯色性、柔軟性外，還具有阻燃性能、獸毛手感等。腈氯綸可以製成人造毛皮，各種阻燃織物，它又與人發非常相似而又可製成假髮、假髮套；該類樹脂經溶劑溶解後可以製成超濾膜等等。
通過溶液共混的手段，將納米二氧化矽均勻的分散到氯乙烯/丙烯腈共聚物基體中，可以提高共聚物的熱學性能和力學性能。利用該方法得到的氯乙烯/丙烯腈共聚物/二氧化矽複合材料，納米顆粒分散效果好，使在氯乙烯/丙烯腈共聚物溶液紡絲中引入納米顆粒材料成為可能。而採用這種方法獲得的纖維在阻燃性能、機械性能、熱穩定性能方面均有很大提高。

發明內容
本發明目的在於，提供一種氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料。
本發明所說的氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料，其特徵在於，所說的納米複合材料以氯乙烯/丙烯腈共聚物和納米級二氧化矽(20～100nm)為原料經溶液共混後澆鑄成膜，然後在30～80℃乾燥後得到目標物；其中以100重量份數的氯乙烯/丙烯腈共聚物為基準，納米二氧化矽的加入量為1～20重量份數。
在本發明中對溶劑無特別要求，凡可以溶解氯乙烯/丙烯腈共聚物和納米級二氧化矽的溶劑均可。推薦使用的溶劑為N，N-二甲基甲醯胺(DMF)或N，N-二甲基乙醯胺(DMAc)；其優選的用量為500～1000重量份數(以100重量份數的氯乙烯/丙烯腈共聚物為基準)。
在本發明中推薦的溶液共混方式為超聲振蕩(工作頻率59Hz)，超聲振蕩時間優選10～60分鐘。此外，為使納米級二氧化矽更好分散，在其溶於溶劑前最好用1000W紫外光照射10～30分鐘。
本發明的優點在於1.採用本發明所述的溶液共混方法製備的氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料中，納米顆粒分散均勻；2.採用本發明所述的溶液共混方法製備的氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料具有比不含納米顆粒的氯乙烯/丙烯腈共聚物更好的熱性能，機械性能(所採用的氯乙烯/丙烯腈共聚物玻璃化轉變溫度73℃，降解20％的溫度280℃，薄膜拉伸強度10MPa)；3.由於氯乙烯/丙烯腈共聚物一般採用溶液紡絲加工成行，本發明為在溶液紡絲過程中引入納米顆粒，提供了依據。且操作簡單、成本低。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發明作進一步的闡述，但其並不影響本發明的保護範圍
實施例一將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用500克DMF溶解；0.5克納米二氧化矽用1000W紫外光照射10分鐘，用250克DMF溶解；將兩溶液混合均勻後，超聲振蕩30分鐘(工作頻率59Hz)；將共混溶液澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料薄膜。得到的納米複合材料玻璃化轉變溫度75℃，降解20％的溫度300℃，薄膜拉伸強度12MPa。
實施例二將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；1克納米二氧化矽用1000W紫外光照射20分鐘，用250克DMF溶解；將兩溶液混合均勻後，超聲振蕩30分鐘(工作頻率59Hz)；將共混溶液澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料薄膜。得到的納米複合材料玻璃化轉變溫度79℃，降解20％的溫度300℃，薄膜拉伸強度15MPa。
實施例三將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；4克納米二氧化矽用1000W紫外光照射20分鐘，用250克DMF溶解；將兩溶液混合均勻後，超聲振蕩30分鐘(工作頻率59Hz)；將共混溶液澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料薄膜。得到的納米複合材料玻璃化轉變溫度81℃，降解20％的溫度450℃，薄膜拉伸強度18MPa。
實施例四將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；8克納米二氧化矽用1000W紫外光照射30分鐘，用250克DMF溶解；將兩溶液混合均勻後，超聲振蕩60分鐘(工作頻率59Hz)；將共混溶液澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料薄膜。得到的納米複合材料玻璃化轉變溫度85℃，降解20％的溫度460℃，薄膜拉伸強度13MPa。
實施例五將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；0.5克納米二氧化矽用1000W紫外光照射30分鐘，用250克DMF溶解；將兩溶液混合均勻後，超聲振蕩40分鐘(工作頻率59Hz)；將共混溶液澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料薄膜。得到的納米複合材料玻璃化轉變溫度76℃，降解20％的溫度320℃，薄膜拉伸強度13MPa。
實施例六將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；4克納米二氧化矽用1000W紫外光照射30分鐘，用250克DMF溶解；將兩溶液混合均勻後，超聲振蕩40分鐘(工作頻率59Hz)；將共混溶液澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物納米二氧化矽複合材料薄膜。得到的納米複合材料玻璃化轉變溫度79℃，降解20％的溫度440℃，薄膜拉伸強度17MPa。
對比例將氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解，溶解均勻後澆鑄成膜，在60℃烘箱內乾燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物薄膜。得到的薄膜玻璃化轉變溫度73℃，降解20％的溫度280℃，薄膜拉伸強度10MPa。
權利要求
1.一種氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料，其特徵在於，所說的納米複合材料以氯乙烯/丙烯腈共聚物和納米級二氧化矽為原料經溶液共混後澆鑄成膜，然後在30～80℃乾燥後得到目標物；其中以100重量份數的氯乙烯/丙烯腈共聚物為基準，納米二氧化矽的加入量為1～20重量份數。
2.如權利要求1所述的納米複合材料，其特徵在於，其中所說的溶液共混所用的溶劑為N，N-二甲基甲醯胺或N，N-二甲基乙醯胺，其用量為500～1000重量份數。
3.如權利要求1所述的納米複合材料，其特徵在於，其中所說的溶液共混方式採用超聲振蕩，超聲振蕩時間為10～60分鐘。
4.如權利要求1所述的納米複合材料，其特徵在於，其中所用納米級二氧化矽在溶於溶劑前用1000W紫外光照射10～30分鐘
5.如權利要求2所述的納米複合材料，其特徵在於，其中所說的溶液共混方式採用超聲振蕩，超聲振蕩時間為10～60分鐘。
6.如權利要求5所述的納米複合材料，其特徵在於，其中所用納米級二氧化矽在溶於溶劑前用1000W紫外光照射10～60分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料，其以氯乙烯/丙烯腈共聚物和納米級二氧化矽為原料經溶液共混後澆鑄成膜，然後在30～80℃乾燥後獲得。在本發明所說的氯乙烯/丙烯腈共聚物納米複合材料中，納米顆粒在聚合物基體中分散均勻。因此，所得到的複合材料在玻璃化轉變溫度、熱降解溫度及拉伸強度均有顯著的提高。
文檔編號C08L33/20GK1618863SQ20041006673
公開日2005年5月25日 申請日期2004年9月28日 優先權日2004年9月28日
發明者林嘉平, 許家福, 餘天石 申請人:華東理工大學