一种纳米二氧化硅复合材料制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅复合材料制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的不断发展，新的材料技术也得到了较大范围的推广应用，其中纳米技术已被应用到了航天、生活电器、服装等多个领域。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、界面效应和量子隧道效应等，使其具有许多新异的特性。但是纳米粒子粒径小，表面能大，很容易发生团聚，影响它在聚合物中的分散。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决上述问题，提供一种纳米二氧化硅复合材料制备方法。
[0004]一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)在250mL的烧瓶中加入15gRNS-A和15mL丙烯酸甲酯，以10mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代S12锚合PAMAM型树枝状大分子;
(2)在250mL烧瓶中加入1g半代S1jP1mL乙二胺，以10mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，合成S12锚合PAMAM型树枝状大分子；
(3)将十二内酰胺、树枝化S12、水和磷酸混合加入聚合釜中，用CO2置换釜内空气，升温升压保持2h，然后1.5h内缓慢放气至常压，在常压下270°C反应1.5h，充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到PA12 /纳米S12复合材料。
[0005]本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤(I)中所述磁力搅拌的温度为50°C，时间为24h。
[0006]本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤(2)中所述磁力搅拌的温度为50°C，时间为24h。
[0007]本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤(3)中所述升温升压过程温度为260°C，压力为1.6MPa。
[0008]本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，通过对于原有制备工艺的改进，采用重复胺基与丙烯酸甲酯的迈克尔加成反应，制得胺型树枝状大分子，本法所所述的纳米二氧化硅复合材料制备方法工艺简单，易于操作，具有极大的推广应用价值。
【具体实施方式】
[0009]一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)在250mL的烧瓶中加入15gRNS-A和15mL丙烯酸甲酯，以10mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代S12锚合PAMAM型树枝状大分子;
(2)在250mL烧瓶中加入1g半代S1jP1mL乙二胺，以10mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，合成S12锚合PAMAM型树枝状大分子；
(3)将十二内酰胺、树枝化S12、水和磷酸混合加入聚合釜中，用CO2置换釜内空气，升温升压保持2h，然后1.5h内缓慢放气至常压，在常压下270°C反应1.5h，充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到PA12 /纳米S12复合材料。
[0010]本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，步骤(I)中所述磁力搅拌的温度为50°c，时间为24h。步骤(2)中所述磁力搅拌的温度为50°C，时间为24h。步骤(3)中所述升温升压过程温度为260°C，压力为1.6MPa。通过重复迈克尔加成反应和酯基的酰胺化反应，成功地将PAMAM型树枝状大分子接枝到S12表面，由于随着树形大分子代数的增长，空间位阻也逐渐增大，阻碍了下一步反应的进行。同时，在以甲酯基为端基的半代产品的酰胺化反应过程中，乙二胺分子中的一个胺基除与一个甲酯基发生酰胺化反应外，同时，另一端胺基还可能与分子内或分子间的另一个甲酯基发生反应，得到交联产物，从而使代数增长终止，这同样会减少产物中的胺基含量。复合材料的缺口冲击强度较纯PA12的高。拉伸强度变化不大，弯曲强度和断裂伸长率都呈下降趋势。分子链枝化程度增加，可使分子之间的距离增加，分子间的作用力减小，因而高聚物的拉伸强度会降低，但冲击强度会提高。S12表面接枝有树枝化的结构，随着代数的增加，表面的胺基量增加，十二内酰胺开环聚合，分子链接到表面胺基上，形成的支链增多，链端在空间的排布比线性分子更为紧密，使支化分子在溶液中的尺寸小于相近分子量的线性分子，从而使相对黏度降低。纳米粒子的加入对PA12的结晶起到异相成核作用，能够快速形成大量晶核，较快地完成结晶；Si02表面的胺基与PA12基体通过化学键或氢键连接，增加了 3102与PA12之间的相互作用，对PA12分子排入晶格起到阻碍作用，使得难于形成结构完整的球晶。，纳米S12微粒的加入使PA12的结晶温度提高，随着代数的增加有逐渐升高的趋势。纳米S12作为成核剂，诱导PA12异相成核结晶，使结晶更为容易，在较高温度下即可发生。复合材料的过冷度较PA12有所减小，有利于复合材料在加工成型过程中快速结晶，提高材料性能。
【主权项】
1.一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)在250mL的烧瓶中加入15gRNS-A和15mL丙烯酸甲酯，以10mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代S12锚合PAMAM型树枝状大分子; (2)在250mL烧瓶中加入1g半代S1jP1mL乙二胺，以10mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，合成S12锚合PAMAM型树枝状大分子； (3)将十二内酰胺、树枝化S12、水和磷酸混合加入聚合釜中，用CO2置换釜内空气，升温升压保持2h，然后1.5h内缓慢放气至常压，在常压下270°C反应1.5h，充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到PA12 /纳米S12复合材料。
2.如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤(I)中所述磁力搅拌的温度为50°C，时间为24h。
3.如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤(2)中所述磁力搅拌的温度为50°C，时间为24h。
4.如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤(3)中所述升温升压过程温度为260°C，压力为1.6MPa。
【专利摘要】一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，属于材料制备领域。其特征在于包括如下步骤：在烧瓶中加入RNS-A和丙烯酸甲酯，以甲醇为溶剂，磁力搅拌反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代SiO2树枝状大分子；在烧瓶中加入半代SiO2和乙二胺，以甲醇为溶剂磁力搅拌反应，合成SiO2树枝状大分子；将十二内酰胺、树枝化SiO2、水和磷酸混合加入聚合釜中，用二氧化碳置换釜内空气，升温升压，然后在常压下反应充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到纳米SiO2复合材料。通过对于原有制备工艺的改进，采用重复胺基与丙烯酸甲酯的迈克尔加成反应，制得胺型树枝状大分子，本法所述的纳米二氧化硅复合材料制备方法工艺简单，易于操作，具有极大的推广应用价值。
【IPC分类】C08F220-14, C08K3-36, C09C1-28, C09C3-10, C08G69-20, C08K9-04, C08G69-14
【公开号】CN104650346
【申请号】CN201410738995
【发明人】魏涛
【申请人】魏涛
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月8日