專(zhuān)利名稱(chēng)：聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種納米復(fù)合物材料技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物的制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管作為一種高性能無(wú)機(jī)填料在制備碳納米管增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料方面有廣泛的應(yīng)用。通常制備碳納米管增強(qiáng)聚合物的方法有兩種，一種是物理共混，另一種是化學(xué)接枝。因碳管自身內(nèi)部較強(qiáng)的范德華力和光滑的表面，在物理共混時(shí)，與聚合物基體之間的相容性較差，容易在聚合物基體內(nèi)形成微米級(jí)的團(tuán)聚，從而影響碳管對(duì)聚合物性能的提高。 因此，在進(jìn)行物理共混之前，要對(duì)碳納米管表面進(jìn)行改性，改性的方法也有兩種，一種是通過(guò)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(guò)化學(xué)方法共價(jià)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(duì)聚合物的增強(qiáng)效果。酸化聚醚胺(A-PHAE)是一種聚醚胺鹽，具有良好的粘結(jié)性能和相對(duì)聚醚胺更高的02、CO2性能，但其力學(xué)性能不如聚醚胺。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，1976年Michael J. Μ.等人曾在 Acid-Base interaction in Filler-Matrix Systems (±真料-基體體系中的酸堿作用)Ind. Eng. Chem.，Prod. Res. Dev.，1976，15，206-211文獻(xiàn)中報(bào)道了幾種堿性無(wú)機(jī)填料(如CaCO3, BaTiO3)和酸性聚合物之間的酸堿作用對(duì)聚合物力學(xué)性能的影響。這篇文獻(xiàn)提供了一種利用酸堿作用來(lái)提高聚合物力學(xué)性能的方法，但是這種酸堿作用卻不曾被利用在制備碳管增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物的制備方法，提高了酸化聚醚胺的熱力學(xué)性能，同時(shí)制備方法簡(jiǎn)單，工藝步驟簡(jiǎn)單，且對(duì)環(huán)境污染小。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種聚苯并咪唑功能化碳管(MWNTs-g-OPBI)，其結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1. 一種聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物，其特征在于，其組分及含量為 0. 5-1. 5wt%聚苯并咪唑功能化碳管和98. 5-99. 5wt%酸化聚醚胺； 所述的聚苯并咪唑功能化碳管的結(jié)構(gòu)式為
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物的制備方法，其特征在于，通過(guò)在碳管表面通過(guò)原位聚合反應(yīng)接枝上聚苯并咪唑得到粗產(chǎn)物，經(jīng)提純后獲得聚苯并咪唑功能化碳管；另外將環(huán)氧單體和乙醇胺進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)并酸化處理后制得酸化聚醚胺，并與聚苯并咪唑功能化碳管共混烘干后得到聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的原位聚合反應(yīng)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(lián)苯胺進(jìn)行加溫?cái)嚢杼幚?，完成后將反?yīng)液置于冰水中，依次經(jīng)過(guò)堿洗、水洗和真空干燥處理后得到粗產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的分散是指在室溫下，超聲加機(jī)械攪拌1小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，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(zhì)量比為10 1的溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的加溫?cái)嚢杼幚硎侵冈诘獨(dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下，先在80°C下反應(yīng)12 M小時(shí)，后在100°C下反應(yīng)12 M小時(shí)，最后在140°C下反應(yīng)30 40分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的提純是指將粗產(chǎn)物溶于二甲基亞砜后用聚四氟乙烯微孔膜進(jìn)行抽濾，對(duì)抽濾所得進(jìn)行干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的開(kāi)環(huán)聚合是指將等摩爾的環(huán)氧單體和乙醇胺在以丙二醇甲醚為反應(yīng)溶劑的條件下置于140°C環(huán)境下反應(yīng)6小時(shí)，得到聚醚胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的酸化處理是指通過(guò)加入與乙醇胺等摩爾的濃鹽酸進(jìn)行酸化并升溫至90°C反應(yīng)1小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述的共混是指將酸化聚醚胺溶液與分散在DMSO中的聚苯并咪唑功能化碳管超聲混合后磁力攪拌12 M小時(shí)，其中聚苯并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(gè)共混液的濃度控制在10 15wt%。
全文摘要
一種納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域的聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物的制備方法，通過(guò)在碳管表面通過(guò)原位聚合反應(yīng)接枝上聚苯并咪唑得到粗產(chǎn)物，經(jīng)提純后獲得聚苯并咪唑功能化碳管；另外將環(huán)氧單體和乙醇胺進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)并酸化處理后制得酸化聚醚胺，并與聚苯并咪唑功能化碳管共混烘干后得到聚苯并咪唑功能化碳管增強(qiáng)酸化聚醚胺復(fù)合物。本發(fā)明提高了酸化聚醚胺的熱力學(xué)性能，同時(shí)制備方法簡(jiǎn)單，工藝步驟簡(jiǎn)單，且對(duì)環(huán)境污染小。
文檔編號(hào)C08G59/64GK102199334SQ20111009429
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者印杰, 史子興, 唐甜, 徐宏杰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)