一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，为解决改性剂碳纳米管分散性差、界面粘附力差、材料性能不稳定等问题，本发明专利技术提供一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法，所述的复合材料的拉伸强度为65～105MPa，抗冲击强度为90～175J/m，体积磨损率为(0.8～4.0)x10-5mm3N-1m-1。本发明专利技术的复合材料分散性好、相容性好、性能稳定，经过低温粉碎处理的碳纳米管原位改性聚内酰胺复合粉末材料可应用于激光选择烧结领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料、制备方法及其应用。
技术介绍
碳纳米管是一种由碳六边形的石墨片层卷曲而成的中空管状物质，直径为1～50nm，根据层数可分为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。由于其独特的结构、大的表面积、良好的机械性能和导热导电性，使其在塑料领域得到广泛的关注。但是，由于碳纳米管的比表面积和表面能比较大，使得碳纳米管很容易团聚，影响了碳纳米管在基体中的分散。而且碳纳米管表面光滑，呈非极性，不溶于一般的有机溶剂，与所有的聚合物都不相容，使得复合材料的界面作用不强，碳纳米管和高分子材料复合，可以充分利用碳纳米管的各种特性，增强改善高分子的性能。脂肪族聚酰胺是一种机械强度较高、抗冲击性能优良的塑料材料，是用量最大的工程塑料之一，也是工程应用较广泛的摩擦学聚合物材料。但脂肪族聚酰胺与大多数高分子材料一样都是具有良好电绝缘性能的材料，易引起静电事故，同时脂肪族聚酰胺的干摩擦系数高，限制了它在摩擦学系统中的应用。因此借助物理化学改性技术不断赋予聚酰胺品种高性能，以促进其在各领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料，其特征在于，所述的复合材料的拉伸强度为65～105MPa，抗冲击强度为90～175J/m，体积磨损率为(0.8～4.0)x10‑5mm3N‑1m‑1。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：（1）将碳纳米管超声分散于甲苯中，然后在磁力搅拌条件下，加入偶氮引发剂，在惰性气体保护下70～90℃搅拌反应3～6h，反应产物经洗涤、干燥后得到偶氮引发剂改性的碳纳米管粉末；（2）在容器中加入偶氮引发剂改性的碳纳米管粉末，NiCl2·6H2O和四氢呋喃，在惰性气体保护下超声分散30min，加入Al粉后反应10~30min后，经后处理得到氨基改性碳纳米管粉末；（3）将氨基改性碳纳米管粉末在乙酸乙酯中超声分散1～3h，加入异氰酸酯在60~80℃搅拌反应3～6h后过滤得到产物，并用乙酸乙酯将产物抽提6～12h，得到异氰酸酯改性的碳纳米管；（4）将异氰酸酯改性的碳纳米管分散在乙酸乙酯中，加入内酰胺单体在60~80℃搅拌反应3～6h后，过滤并用乙酸乙酯抽提产物6～12h，干燥，得到内酰胺封端的改性碳纳米管；（5）将内酰胺封端的碳纳米管与内酰胺单体混合，在温度为100～120℃的恒温条件下超声处理3~6h，在温度为130～140℃下加入催化剂，抽真空除水10～30min后，加入异氰酸酯，搅拌并在140～170℃下聚合，保温20～60min得到碳纳米管原位改性的聚内酰胺复合材料，所述的复合材料的拉伸强度为65～105MPa，抗冲击强度为90～175J/m，体积磨损率为(0.8～4.0)x10-5mm3N-1m-1。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的碳纳米管选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或几种，其中碳纳米管的直径为0.5～20nm，长度为1～50µm。3.根据权利要求1或2所述的一种碳纳米管原位改...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝超伟，来国桥，潘庆华，任庆佩，蒋剑雄，罗蒙贤，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33