一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的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，为解决目前尼龙材料及纤维具有的导电、导热性差、没有防辐射性能等不足的问题，本发明专利技术提出了一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法与应用，利用极性碳纳米管与己内酰胺单体具有良好相容性，可在己内酰胺熔体中均匀分散，经原位聚合制得碳纳米管/聚己内酰胺预聚体，之后再与醇类低聚物进行缩合酯化反应，得到碳纳米管改性的共聚酯酰胺树脂切片，随后该切片经特定纺丝工艺进行熔体纺丝，从而制成功能性共聚尼龙纤维。制备的共聚酯酰胺具有力学性能好、导电导热性好、吸湿性佳且具有一定的防辐射性能等优点。

Preparation and application of a carbon nanotube modified copolyamide and its fiber

The present invention relates to the field of polymer materials, in order to solve the nylon material and conductive fiber has poor thermal conductivity, no radiation performance problems, the invention provides a carbon nanotube modified copolyesteramide fiber and its preparation method and application, using carbon nanotubes and polar monomer with caprolactam good compatibility, can be uniformly dispersed in the caprolactam melt, the prepared carbon nanotube / polyamide prepolymer in situ polymerization, and then alcohol oligomer condensation esterification reaction, carbon nanotubes modified copolyesteramide resin slice, then the slice by special spinning process and melt spinning, made of copolyamide fiber. The prepared copolyamide has the advantages of good mechanical properties, good conductive and thermal conductivity, good hygroscopicity and certain radiation resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法与应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法与应用。
技术介绍
自1991年由SumioIijima发现碳纳米管以来，碳纳米管就因其独特的拓扑结构成为了纳米功能材料领域研究的热点。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能,其直径处于纳米级，长达可达数微米至数毫米，具有很大的长径比，是一种准一维的量子线。易与其它材料如聚合物材料均匀复合并形成良好的复合界面，从而得到高性能复合材料。聚酰胺(尼龙)是最早被广泛应用的高分子材料之一，其应用涵盖了纺织、汽车、电子、生活器具、包装等多种领域。聚酰胺可由二元胺和二元酸通过缩聚反应制备，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺的开环反应来合成。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，由聚酰胺树脂纺成的纤维因具有静电效应而造成穿着不适。另外，随着科技的进步，各类电子设备充斥着生活中的各个方面，造成的电子辐射对人体尤其是对胎儿造成重要的健康损伤，因此各种防辐射纤维及面料就应运而生。防辐射纤维一般利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：（1）将碳纳米管与内酰胺单体混合，在温度为121～135℃下搅拌1~3h；之后将混合单体置于反应釜中，加入有机二羧酸以及开环聚合催化剂，通入高纯氮气，并升温至230~260℃搅拌，聚合反应4‑6h，得到碳纳米管原位改性的聚内酰胺低聚物；（2）在步骤（1）中的低聚物中加入醇类低聚物以及催化剂，在230～260℃下继续反应1~3h，得到碳纳米管原位改性共聚酯酰胺；（3）在步骤（2）中的高压反应釜中通入高纯氮气，并在230～260℃由出料口出料后冷却切粒，得到碳纳米管改性的共聚酯酰胺切片；（4）将步骤（3）得到的切...

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：（1）将碳纳米管与内酰胺单体混合，在温度为121～135℃下搅拌1~3h；之后将混合单体置于反应釜中，加入有机二羧酸以及开环聚合催化剂，通入高纯氮气，并升温至230~260℃搅拌，聚合反应4-6h，得到碳纳米管原位改性的聚内酰胺低聚物；（2）在步骤（1）中的低聚物中加入醇类低聚物以及催化剂，在230～260℃下继续反应1~3h，得到碳纳米管原位改性共聚酯酰胺；（3）在步骤（2）中的高压反应釜中通入高纯氮气，并在230～260℃由出料口出料后冷却切粒，得到碳纳米管改性的共聚酯酰胺切片；（4）将步骤（3）得到的切片，干燥后，置于双螺杆挤出机中，进行熔融纺丝，具体步骤为：熔融---箱体---喷丝头---缓冷---冷却---上油---集束---第一热辊---第二热辊---第三导丝辊---网络喷嘴---卷绕成型，得到碳纳米管改性的共聚酯酰胺纤维。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法，其特征在于，碳纳米管与内酰胺的质量比为1:10～1:500，有机二羧酸与内酰胺质量比为1:10～1:100，开环聚合催化剂与内酰胺质量比为1:20～1:100。3.根据权利要求1或2所述的一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法，其特征在于，所述的碳纳米管选自单璧碳纳米管、双璧碳纳米管、多璧碳纳米管以及含有羟基、羧基、环氧基官能基团的碳纳米管中的一种或几种，所述的有机二羧酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸中的一种或几种；开环聚合催化剂选用二次蒸馏水。4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管改性的共聚酯酰胺及其纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝超伟，来国桥，蒋剑雄，马清芳，潘庆华，李泽，杨雄发，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33