專利名稱：：一種氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組分復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種共聚物納米復(fù)合材料，具體說，涉及一種氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
：氯乙烯與丙烯腈聚合得到的共聚物具有優(yōu)良的阻燃性能。習(xí)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(diǎn)，如彈性、保溫性、顯色性、柔軟性外，還具有離火自熄、無熔滴的特性，且手感和真實(shí)毛發(fā)極其接近。腈氯綸可以制成人造毛皮、阻燃織物，它又與人發(fā)非常相似而又可制成假發(fā)、假發(fā)套；該類樹脂經(jīng)溶劑溶解后還可以制成超濾膜。采用原位聚合方法，引入納米材料對(duì)聚合物進(jìn)行改性，發(fā)揮其在光、電、磁、生物、醫(yī)學(xué)、機(jī)械等方面的獨(dú)特性能，已經(jīng)取得許多研究應(yīng)用成果。常用的無機(jī)納米材料包括Si02、Ti02、SiC、A1203、碳酸轉(zhuǎn)、云母等；而常見的納米復(fù)合材料的有機(jī)聚合物基體多為聚氯乙烯、尼龍、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈等。但是，有關(guān)采用原位聚合方法制備氯乙烯-丙烯腈共聚物雙納米組份復(fù)合材料未見報(bào)道。本發(fā)明采用原位聚合的方法，將顆粒狀的納米二氧化硅以及層狀納米蒙脫土同時(shí)引入氯乙烯-丙烯腈共聚物基體中，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料，該復(fù)合材料與純氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物/蒙脫土、氯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化硅單納米組份復(fù)合材料相比，材料的機(jī)械性能得到明顯的提高，而且材料的熱穩(wěn)定性能也更為優(yōu)異。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組分復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，通過納米材料的加入提高共聚物的拉伸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性能。本發(fā)明所說的氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組分復(fù)合材料，其主要由丙烯腈、氯乙烯單體與納米組分經(jīng)原位聚合而得，其特征在于，所說的納米組分由納米二氧化硅和納米蒙脫土組成，其用量各為0.5-2.5重量分?jǐn)?shù)(以100重量份數(shù)的氯乙烯單體為基準(zhǔn))。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過在氯乙烯-丙烯腈共聚物中同時(shí)引入兩種不同形態(tài)的納米材料得到雙納米組分復(fù)合材料，與純的共聚物和單組份納米復(fù)合材料相比，雙納米組分復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度更大、熱穩(wěn)定性能更好。具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米復(fù)合材料的主要原料及含量如下(重量份)氯乙烯單體100丙烯腈單體100—200十二垸基硫酸鈉1~10OP-101~5引發(fā)劑1~4無水醋酸鈉0.3~0.5冰醋酸0.3~0.5乙二胺四醋酸0.1~0.2納米二氧化硅1~5納米蒙脫土1~5。制備時(shí)，按上述比例，將十二烷基硫酸鈉、OP-IO、引發(fā)劑、無水醋酸鈉、冰醋酸、乙二胺四醋酸、納米二氧化硅和蒙脫土配制成水溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30~60分鐘；將上述溶液和氯乙烯單體投入反應(yīng)釜中；升溫至3"0'C，用兩個(gè)計(jì)量泵分別均勻流加丙烯腈單體以及引發(fā)劑、十二烷基硫酸鈉和水配成的溶液；反應(yīng)降壓至0.2MPa后，出料，得到白色乳液；乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后成膏狀體，再在離心機(jī)中用清水進(jìn)行洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。本發(fā)明所說的氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組分復(fù)合材料與"純"氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物/蒙脫土和氯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化硅材料相比，無論是在材料的拉伸強(qiáng)度還是在耐熱性能方面均有顯著的提高。此外，本發(fā)明所說的氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米復(fù)合材料還具有制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短及成本低等優(yōu)點(diǎn)。以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，其目的是為更好理解本發(fā)明的內(nèi)容。因此，所舉的例子并不影響本發(fā)明的保護(hù)范圍實(shí)施例一將十二烷基硫酸鈉100克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅50克，蒙脫土50克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘；將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45'C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2MPa后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為78.45%，該材料極限氧指數(shù)30,降解50^的溫度為31(TC，溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度12.139MPa。實(shí)施例二將十二垸基硫酸鈉IOO克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅100克，蒙脫土100克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘；將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45'C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2MPa后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后.洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為77.76%，該材料極限氧指數(shù)30，降解50%的溫度為3151:，溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度13.243MPa。實(shí)施例三將十二烷基硫酸鈉100克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅150克，蒙脫土150克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘；將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45'C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2嫌3后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為75.63%，該材料極限氧指數(shù)31，降解50W的溫度為323'C，溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度15.283MPa。實(shí)施例四將十二烷基硫酸鈉100克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅200克，蒙脫土200克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘；將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45'C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2旨3后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為73.87%，該材料極限氧指數(shù)32，降解50W的溫度為362t:，溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度18.353MPa。實(shí)施例五將十二烷基硫酸鈉100克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅250克，蒙脫土250克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘；將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45'C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二垸基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2MPa后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為71.54%，該材料極限氧指數(shù)33，降解505^的溫度為408'C,溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度16.322MPa。對(duì)比例一將十二烷基硫酸鈉100克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘；將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45°C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2MPa后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為79.23%,該材料極限氧指數(shù)29，降解50%的溫度為283'C,溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度9.098MPa。對(duì)比例二將十二烷基硫酸鈉IOO克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅200克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘;將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45°C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0.2MPa后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為74.67%，該材料極限氧指數(shù)31，降解50。/。的溫度為302r，溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度10.674MPa。對(duì)比例三將十二烷基硫酸鈉100克，OP-1050克，過硫酸銨5克，焦亞硫酸鈉40克，無水醋酸鈉25克，冰醋酸18克，乙二胺四醋酸5克，納米二氧化硅200克，水700克制成溶液，攪拌均勻后，再超聲振蕩30分鐘;將上述溶液和5000克氯乙烯單體、23000克水投入反應(yīng)釜中；以220轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘后，升溫至45°C。達(dá)到反應(yīng)溫度后，用計(jì)量泵均勻流加丙烯腈5000克和助劑溶液(120克過硫酸銨，350克十二烷基硫酸鈉，4000克水)。反應(yīng)降壓至0,2MPa后，出料，得到白色乳液。乳液用飽和氯化鈉溶液破乳后，洗滌、脫水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組份復(fù)合材料。反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為74.09%，該材料極限氧指數(shù)31，降解50X的溫度為308X;,溶劑溶解成膜后，測(cè)試得到薄膜拉伸強(qiáng)度10.989MPa。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的主要原料及含量如下(重量份)氯乙烯單體100丙烯腈單體100～200十二烷基硫酸鈉1～10OP-101～5引發(fā)劑1～4無水醋酸鈉0.3～0.5冰醋酸0.3～0.5乙二胺四醋酸0.1～0.2納米二氧化硅1～5納米蒙脫土1～5。全文摘要本發(fā)明涉及一種氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組分復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，所說的復(fù)合材料主要由氯乙烯和丙烯腈單體共聚，并與納米組分經(jīng)原位聚合而得，其特征在于，所說的雙納米組分由納米二氧化硅和納米蒙脫土組成，其用量各為1～5重量分?jǐn)?shù)(以100重量份數(shù)的氯乙烯單體為基準(zhǔn))。本發(fā)明所說的氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米組分復(fù)合材料與“純”氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物/蒙脫土和氯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化硅材料相比，無論是在材料的拉伸強(qiáng)度還是在耐熱性能方面均有顯著的提高。此外，本發(fā)明所說的氯乙烯-丙烯腈共聚物/雙納米復(fù)合材料還具有制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短及成本低等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C08L27/06GK101190998SQ20061014507公開日2008年6月4日申請(qǐng)日期2006年12月1日優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日發(fā)明者余天石申請(qǐng)人:江南大學(xué)