本发明专利技术属于层状硅酸盐有机化处理领域。设计了一种曲折路径上吸氧剂复合阻隔机理，其原理如图，用物理或化学沉积方法将吸氧剂（Ａｌ、Ｆｅ）沉积在蒙脱土片层的表面，当与聚合物制成复合材料时，具有蒙脱土片层的物理阻隔和吸氧剂化学吸附阻隔的双重功能。蒙脱土在搅拌和超声波的作用下通过Ａｌ／Ｆｅ的无机化处理和插层剂的有机化处理后，可长时间悬浮于己内酰胺单体中，有利于聚酰胺／蒙脱土的原位聚合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机化蒙脱土的制备领域。其特征在于，该有机蒙脱土表面沉积有吸氧 剂(铝、铁等)，并且可长期稳定地悬浮分散在己内酰胺单体中，可应用于聚酰胺/纳米蒙脱 土的原位连续聚合中。
技术介绍
在VK管中进行的尼龙6/蒙脱土原位连续聚合过程属于半静态聚合，蒙脱土的在单体中 悬浮问题非常重要，能否在聚合过程中保证蒙脱土分散体系不聚集下沉是VK管连续聚合的 关键。中国专利(公丌号CN1377922)采用高速搅拌法制备有机土；专利(公开号CN1506307) 采用简单剪切搅拌方式加入质子酸和碱进行有机化处理制备纳米蒙脱土；专利(公开号 CN1544538)通过将酸加入两性表面活性剂中反应得到酸化的有机改性剂改性层状硅酸盐； 专利(公开号CN1468914)将蒙脱土、垸基季胺盐、聚乙二醇、乙醇、无机酸和水的混合 物在60 9(TC的条件下加热0.5 6小时，然后从溶液中收集有机化蒙脱土。以上专利中所述 的有机化蒙脱土与催化体系组成的分散体系总有部分蒙脱土在单体中会沉积下來，这在间歇 聚合时表现不明显，因为在间歇聚合时可以搅拌，没有前聚过程，时间短、黏度上升快，卸 料时可以从低部带走；但对管式聚合时问题比较大，因为有前聚过程，时间长、黏度上升很 慢，部分沉积物会逐歩聚集长大，使连续聚合过程中断。所以如何悬浮在传质工程上是一项 很重要的问题。另外，上述方法制备的蒙脱土与聚酰胺原位聚合时得到的复合材料颜色发黄， 蒙脱土层间距打开有限。一般方法是利用微细分散过程，依靠浮力、黏度抵御沉降(本质是减慢沉降速度)，但大 块物体总是较快沉降，沉于低部而结团，则会破坏这一过程，这就是有些文献提到使用助分 散剂的原理。本专利技术利用胶体化学和物理化学原理构成微悬浮体，这种结构可以有效抵御大 块物体沉降到底部并阻止结团，并可以在热和微流动驱动力下保证不沉淀。尽管对尼龙6/纳米蒙脱土复合材料的研究已经比较成熟，但实际应用中(如包装材料) 对气体的阻隔效果还需要进一歩提高。常见的方法是是剥离的蒙脱土片层在树脂中均匀取向， 通过曲折路径的原理对气体的渗透造成障碍， 一旦气体渗透的通道在蒙脱土片层间打开，阻 隔效果则急剧下降。本专利技术设计了一种曲折路径上吸氧剂复合阻隔机理，用物理或化学沉积方法将吸氧剂 (铝、铁等)以沉积在蒙脱土片层的表面，当与聚合物制成复合材料时，具有蒙脱土片层的物理阻隔和吸氧剂化学吸附阻隔的双重功能。其原理如图l，当氧气进行渗透时，沉积在蒙脱 土片层3上的吸氧剂2在狭窄的蒙脱土片层空间中吸附氧气分子1，堆积在通道上，使氧气分子 l的渗透发生阻塞，难以透过材料，从而使尼龙6/纳米蒙脱土复合取向材料达到很好的阻隔效 果。另外，加入铝/铁金属水合阳离子与蒙脱土层间可交换的钠阳离子进行交换,平衡硅氧四 面体上负电荷的作用，形成柱撑缔合结构，撑开蒙脱土层，形成较大的空间，并形成轻微的凝胶 状态，由此改变蒙脱土在水中的分散状态及性能，提高吸附能力和离子交换能力。
技术实现思路
本专利技术是一种。其过程为先对提纯后的纳米蒙脱 土进行无机化处理，再进行有机化插层，最后制备超分散吸氧型有机化蒙脱土，具体内容如 下1. Al/Fe离子吸氧剂水溶液的制备。以多次加入溶质的方式配成0.0001-10%质量浓度 的A1C1:,水溶液,再加入一定量的FeCl2 (或FeCl3)加入A1C1:,水溶液中，搅拌得到0. 0001-10 %质量浓度的Al/Fe离子吸氧剂水溶液，其中Al:Fe比例为0. 1-10:1。2. 超分散有机化蒙脱土的制备。称取一定量钠化蒙脱土在高速搅拌过程中分散到一定量 的蒸馏水中制成一定浓度的蒙脱土悬浊液。在快速搅拌条件下，调节pH值为5-9 (调成酸性 用一定摩尔浓度的HC1溶液，调成碱性用一定摩尔浓度的NaOH溶液)并搅拌l-10min使溶 液各处的pH值达到一致。在恒温水浴箱中加热至设定温度后，称取一定量的十六烷基三甲 基溴化铰(CTAB)配置成一定浓度溶液，并在溶液中加入一定量的助插层剂(如冰乙酸或醇 类)，在搅拌条件下用5min的时间滴入蒙脱土溶液中，恒温搅拌，反应0.1-24小时。反应完 毕将混合液进行真空抽滤，滤饼用定量的蒸馏水重复搅拌洗涤数次，并用新配置的AgN03 溶液检验，直到无沉淀为止，再抽滤，最后放入真空干燥箱中干燥，研磨后可制得有机蒙脱 土。3. 超分散吸氧型有机化蒙脱土的制备。在强烈搅拌下，按吸氧剂溶液/有机蒙脱土 = l-50mmol/g的比例慢慢地滴加到上述有机化蒙脱土中反应，先机械搅拌0.1-24小时再超声波 振荡0.1-24小时，离心分离，用二次蒸馏水洗涤至中性，真空干燥、粉碎和过筛得到超分散 吸氧型有机化蒙脱土。附图说明图l尼龙6/吸氧型纳米蒙脱土复合材料薄膜阻隔机理，图中，1为氧气分子，2为吸氧 剂颗粒，3为蒙脱土片，4为尼龙6基体。图2吸氧剂沉积于纳米蒙脱土表面的团粒结构图(扫描电镜照片)。图3超分散吸氧型有机化纳米蒙脱土和引发剂体系分散在己内酰胺单体中的透射电镜 (TEM)显微照片。具体实施方式 实例1:1. 将5克的A1CL分多次加入1000ml水中，并搅拌得到A1C1:,水溶液，再称取5克的FeCi2 加入水中，搅拌得到相应浓度的Al/Fe离子吸氧剂水溶液。2. 称取一定量钠化蒙脱土在高速搅拌过程中分散到一定量的蒸馏水中制成一定浓度的 蒙脱土悬浊液。在快速搅拌条件下，调节pH值为7.5，搅拌3min使溶液各处的pH值达到一 致。在恒温水浴箱中加热至设定温度后，称取一定量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)配置 成质量浓度为1%的溶液，并在溶液中加入与CTAB等当量的助插层剂冰乙酸，在搅拌条件 下用5min的时间滴入蒙脱土溶液中，恒温搅拌，反应3小时。反应完毕将混合液进行真空抽 滤，滤饼用定量的蒸馏水重复搅拌洗涤数次，并用新配置的AgN03溶液检验，直到无沉淀为 止，再抽滤，最后放入真空千燥箱中干燥，研磨后可制得有机蒙脱土。3. 在强烈搅拌下，按吸氧剂溶液/有机蒙脱土二30mmol/g的比例慢慢地滴加到上述自制 有机化蒙脱土中反应，先机械搅拌30min,再超声波振荡15min，离心分离，用二次蒸馏水洗 涤至中性，真空干燥、粉碎和过筛得到超分散吸氧型有机化蒙脱土。权利要求1.一种超分散吸氧型有机化蒙脱土及其的制备方法，其特征在于，将吸氧剂沉积在蒙脱土表面，通过加入插层剂搅拌和超声波混合处理而得到。2. 根据权利要求1所述吸氧剂，其特征在于，可以与氧气进行物理或化学吸附作用的物 质，包括Fe， Al等。3. 根据权利要求2所述的吸氧剂可以为一种物质，也可以为多种吸氧物质的复合。4. Al/Fe离子吸氧剂水溶液的制备中，其特征在于，配制的AlCl.,水溶液质量浓度为 0. 0001-10%，配制的Al/Fe离子吸氧剂水溶液质量浓度为0. 000卜10%，其中Al :Fe比例为 0. 1-10:1。5. 超分散吸氧型有机化蒙脱土的制备，其特征在于，在强烈搅拌下，按吸氧剂溶液/有 机蒙脱土二l-50mmol/g的比例慢慢地滴加到有机化蒙脱土中反应，先机械搅拌再超声波振荡 而得到。全文摘要本专利技术属于层状硅酸盐有机化处理领域。设计了一种曲折路径上吸氧剂复合阻隔机理，其原理如图，用物理或化学沉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超分散吸氧型有机化蒙脱土及其的制备方法，其特征在于，将吸氧剂沉积在蒙脱土表面，通过加入插层剂搅拌和超声波混合处理而得到。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：应继儒，彭少贤，祝佳才，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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