专利名称：尼龙6／无机粒子纳米复合材料直接制备方法
技术领域：
本
发明内容
涉及尼龙6/无机粒子纳米复合材料的直接制备方法，特别涉及由己内酰胺和无机酸酯或无机酸盐水解产物为原料的纳米复合材料的直接制备方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的一种尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法，将无机酸酯或无机酸盐进行水解得均匀的溶液，将水解所得的溶液加入经加热呈熔融状的己内酰胺中混合成均匀的溶液，然后在20～200℃在高纯氮气保护下进行凝胶0.5～720小时，待凝胶生成后在高纯氮气保护下进行聚合成复合材料，再对复合材料进行纯化即得尼龙6/无机粒子纳米复合材料。
无机酸酯为正硅酸酯，正钛酸酯，无机酸盐为硅酸钠。
在无机酸酯或无机酸盐进行水解过程中加入酸或碱做催化剂。
聚合方式为水解聚合，聚合过程中使用催化剂。
水解聚合制备尼龙6时采用连续聚合或间歇聚合，聚合过程的不同阶段采用不同的聚合压力和温度，聚合压力为-0.1Mpa～1Mpa，聚合温度为200～280℃。
本发明具有如下的有益效果，由本方法制备的尼龙6/无机粒子纳米复合材料具有优异的力学、耐热、抗压、耐溶剂、耐磨等性能，产品外观白等优点。本发明中无机纳米粒子的生成是在原位进行的；纳米粒子的生成和尼龙6的生成几乎是同时进行的这两个特点。
实施例2尼龙6/SiO2纳米复合材料的直接制备方法在500ml三口烧瓶中加入22.6ml正硅酸乙酯，再加入7.2ml水和10ml的丙酮，在搅拌下加入2滴1M的盐酸调节其酸度，在室温下进行水解得透明溶液，再加入400克已内酰胺在70～80℃的温度下熔融，待己内酰胺全部熔融后，强烈搅拌使两者混合均匀，同时减压，将水解生成的乙醇和加入的丙酮抽出。再将所得的溶液在100℃左右在高纯氮气的保护下凝胶6小时，直到原来均匀透明的溶液变为凝固的透明凝胶为止。加入6克6-氨基正己酸于所直接制备方法的凝胶中，在高纯氮气的保护下将凝胶在250～260℃进行常压聚合15小时，再关掉充氮口，在-0.1MPa的压力下减压聚合14小时，纯化后即得尼龙6/SiO2纳米复合材料。
实施例3尼龙6/SiO2纳米复合材料的直接制备方法在500ml三口烧瓶中加入56.5ml正硅酸甲酯，再加入18ml水和20ml的丙酮，在搅拌下加入5滴1M的盐酸调节其酸度，在室温下进行水解得透明溶液，再加入400克己内酰胺在70～80℃的温度下熔融，待己内酰胺全部熔融后，强烈搅拌使两者混合均匀，同时减压，将水解生成的甲醇和加入的丙酮抽出。再将所得的溶液在100℃左右在高纯氮气的保护下凝胶6小时，直到原来均匀透明的溶液变为凝固的透明凝胶为止。加入6克6-氨基正己酸于所直接制备方法的凝胶中，在高纯氮气的保护下将凝胶在250～260℃进行常压聚合15小时，再关掉充氮口，在-0.1MPa的压力下减压聚合14小时，纯化后即得尼龙6/SiO2纳米复合材料。
实施例4尼龙6/SiO2纳米复合材料的直接制备方法在3000ml的烧杯中加入565ml正硅酸乙酯和180ml丙酮，180ml H2O，在搅拌时滴加2m11M的盐酸调节其酸度，在室温下进行水解得透明溶液，在10L反应釜中加入2000克己内酰胺在70～80℃的温度下熔融，再将水解所得的溶液在搅拌下慢慢加入熔融己内酰胺中，强烈搅拌使两者混合均匀，再在-0.08MPa时减压20分钟，将水解生成的乙醇和加入的丙酮抽出。将所得的溶液在100℃左右在高纯氮气的保护下凝胶6小时，将凝胶在高纯氮气的保护下在250～260℃，1～5atm下进行高压聚合10小时，再关掉充氮口，在-0.08MPa下聚合10小时，纯化后即得尼龙6/SiO2纳米复合材料。
实施例5尼龙6/TiO2纳米复合材料的直接制备方法在3000ml的烧杯中按摩尔比为4∶1加入正钛酸乙酯和H2O，180ml丙酮，加入2000克己内酰胺在70～80℃的温度下熔融，再将水解所得的溶液在搅拌下慢慢加入熔融己内酰胺中，强烈搅拌使两者混合均匀，再在-0.08MPa时减压20分钟，将水解生成的乙醇和加入的丙酮抽出。将所得的溶液在100℃左右在高纯氮气的保护下凝胶6小时，将凝胶在高纯氮气的保护下在250～260℃，1～5atm下进行高压聚合15小时，再关掉充氮口，在-0.08MPa下聚合8小时，纯化后即得尼龙6/TiO2纳米复合材料。
实施例6尼龙6/SiO2纳米复合材料的直接制备方法在3000ml的烧杯中加入硅酸纳和H2O配成溶液，加入1M的盐酸调节其PH＝8～10，加入四氢呋喃萃取，在萃取出的四氢呋喃液中加入2000克己内酰胺，在70～80℃的温度下熔融，强烈搅拌使两者混合均匀；再在-0.08MPa时减压30分钟，将四氢呋喃抽出。将所得的溶液在100℃左右在高纯氮气的保护下凝胶6小时，将凝胶在高纯氮气的保护下在250～260℃，1～5atm下进行高压聚合15小时，再关掉充氮口，在-0.08MPa下聚合8小时，纯化后即得尼龙6/SiO2纳米复合材料。
权利要求
1.一种尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法，其特征是将无机酸酯或无机酸盐进行水解得均匀的溶液，将水解所得的溶液加入经加热呈熔融状的己内酰胺中混合成均匀的溶液，然后在20～200℃在高纯氮气保护下进行凝胶0.5～720小时，待凝胶生成后在高纯氮气保护下进行聚合成复合材料，再对复合材料进行纯化即得尼龙6/无机粒子纳米复合材料。
2.权利要求1所述尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法，其特征是无机酸酯为正硅酸酯，正钛酸酯；无机酸盐为硅酸钠。
3.如权利要求1所述尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法，其特征是在无机酸酯或无机酸盐进行水解过程中加入酸或碱做催化剂。
4.如权利要求1所述尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法，其特征是聚合方式用水解聚合，聚合过程中使用催化剂。
5.如权利要求4所述尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法，其特征是水解聚合制备尼龙6时采用连续聚合或间歇聚合，聚合过程的不同阶段采用不同的聚合压力和温度，聚合压力为-0.1Mpa～1Mpa，聚合温度为200～280℃。
全文摘要
本发明公开了一种尼龙6/无机粒子纳米复合材料直接制备方法,将无机酸酯或无机酸盐进行水解得均匀的溶液,将水解所得的溶液加入经加热呈熔融状的己内酰胺中混合成均匀的溶液,然后在20～200℃在高纯氮气保护下进行凝胶0.5～720小时,待凝胶生成后在高纯氮气保护下进行聚合成复合材料,再对复合材料进行纯化即得尼龙6/无机粒子纳米复合材料。本发明具有如下的有益效果,由本方法直接制备方法的尼龙6/无机粒子纳米复合材料具有优异的力学、耐热、抗压、耐溶剂、耐磨等性能,产品外观白等优点。本发明中无机纳米粒子的生成是在原位进行的；纳米粒子的生成和尼龙6的生成几乎是同时进行的这两个特点。
文档编号C08L77/02GK1422901SQ0213983
公开日2003年6月11日 申请日期2002年12月12日 优先权日2002年12月12日
发明者张平, 王霞瑜, 魏珊珊, 姜勇 申请人:湘潭大学