聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物的製備方法
2023-10-09 02:57:14 3
專利名稱：聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種納米複合物材料技術領域的方法，具體是一種聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物的製備方法。
背景技術：
碳納米管作為一種高性能無機填料在製備碳納米管增強聚合物複合材料方面有廣泛的應用。通常製備碳納米管增強聚合物的方法有兩種，一種是物理共混，另一種是化學接枝。因碳管自身內部較強的範德華力和光滑的表面，在物理共混時，與聚合物基體之間的相容性較差，容易在聚合物基體內形成微米級的團聚，從而影響碳管對聚合物性能的提高。 因此，在進行物理共混之前，要對碳納米管表面進行改性，改性的方法也有兩種，一種是通過物理吸附作用在碳管表面包裹一層表面活性劑，另一種則是通過化學方法共價接枝上一些小分子或聚合物。這樣可以有效地抑制碳管之間的作用力，提高與聚合物基體的相容性， 從而改善對聚合物的增強效果。酸化聚醚胺(A-PHAE)是一種聚醚胺鹽，具有良好的粘結性能和相對聚醚胺更高的02、CO2性能，但其力學性能不如聚醚胺。經過對現有技術的檢索發現，1976年Michael J. Μ.等人曾在 Acid-Base interaction in Filler-Matrix Systems (±真料-基體體系中的酸鹼作用)Ind. Eng. Chem.，Prod. Res. Dev.，1976，15，206-211文獻中報導了幾種鹼性無機填料(如CaCO3, BaTiO3)和酸性聚合物之間的酸鹼作用對聚合物力學性能的影響。這篇文獻提供了一種利用酸鹼作用來提高聚合物力學性能的方法，但是這種酸鹼作用卻不曾被利用在製備碳管增強聚合物複合材料方面。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物的製備方法，提高了酸化聚醚胺的熱力學性能，同時製備方法簡單，工藝步驟簡單，且對環境汙染小。本發明是通過以下技術方案實現的本發明涉及一種聚苯並咪唑功能化碳管(MWNTs-g-OPBI)，其結構式為
權利要求
1. 一種聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物，其特徵在於，其組分及含量為 0. 5-1. 5wt%聚苯並咪唑功能化碳管和98. 5-99. 5wt%酸化聚醚胺； 所述的聚苯並咪唑功能化碳管的結構式為
2.一種根據權利要求1所述的聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物的製備方法，其特徵在於，通過在碳管表面通過原位聚合反應接枝上聚苯並咪唑得到粗產物，經提純後獲得聚苯並咪唑功能化碳管；另外將環氧單體和乙醇胺進行開環聚合反應並酸化處理後製得酸化聚醚胺，並與聚苯並咪唑功能化碳管共混烘乾後得到聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的原位聚合反應是指將多壁碳納米管分散在盛有甲烷磺酸和五氧化二磷混合溶液中，加入4，4』 - 二苯醚二甲酸和3，3』 - 二氨基聯苯胺進行加溫攪拌處理，完成後將反應液置於冰水中，依次經過鹼洗、水洗和真空乾燥處理後得到粗產物。
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的分散是指在室溫下，超聲加機械攪拌1小時。
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的甲烷磺酸和五氧化二磷混合溶液是指甲烷磺酸和五氧化二磷的質量比為10 1的溶液。
6.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的加溫攪拌處理是指在氮氣保護環境下，先在80°C下反應12 M小時，後在100°C下反應12 M小時，最後在140°C下反應30 40分鐘。
7.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的提純是指將粗產物溶於二甲基亞碸後用聚四氟乙烯微孔膜進行抽濾，對抽濾所得進行乾燥。
8.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的開環聚合是指將等摩爾的環氧單體和乙醇胺在以丙二醇甲醚為反應溶劑的條件下置於140°C環境下反應6小時，得到聚醚胺。
9.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的酸化處理是指通過加入與乙醇胺等摩爾的濃鹽酸進行酸化並升溫至90°C反應1小時。
10.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的共混是指將酸化聚醚胺溶液與分散在DMSO中的聚苯並咪唑功能化碳管超聲混合後磁力攪拌12 M小時，其中聚苯並咪唑功能化碳管的含量為酸化聚醚胺的0. 5-1. 5wt%, DMSO的用量使得整個共混液的濃度控制在10 15wt%。
全文摘要
一種納米複合材料技術領域的聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物的製備方法，通過在碳管表面通過原位聚合反應接枝上聚苯並咪唑得到粗產物，經提純後獲得聚苯並咪唑功能化碳管；另外將環氧單體和乙醇胺進行開環聚合反應並酸化處理後製得酸化聚醚胺，並與聚苯並咪唑功能化碳管共混烘乾後得到聚苯並咪唑功能化碳管增強酸化聚醚胺複合物。本發明提高了酸化聚醚胺的熱力學性能，同時製備方法簡單，工藝步驟簡單，且對環境汙染小。
文檔編號C08G59/64GK102199334SQ20111009429
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者印傑, 史子興, 唐甜, 徐宏傑 申請人:上海交通大學