The invention relates to a preparation method of graphene / nylon 6 nanocomposite, which is prepared by in-situ polymerization of folded globular oxygen graphene and caprolactam, and graphene / nylon 6 composite material is obtained. During the open loop polycondensation of caprolactam monomer, pleated globular graphene was gradually dissociated into monolayer graphene oxide and covalently grafted with nylon 6 molecule, meanwhile, thermal reduction of graphene oxide was achieved. Only the addition of a small amount of globular fold graphene oxide can significantly improve the mechanical properties of nylon 6, high temperature resistance, anti ultraviolet aging properties, graphene in the polymer matrix has good dispersity, less dosage, the final product can be well processed, can be more high-speed spinning tow industrialization. Besides, the preparation process is simple and effective, and is suitable for industrial VK tube polymerization equipment. It is not a need to modify the existing nylon 6 polymerization equipment, so it is a competitive technology.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/尼龙6纳米复合材料的制备方法
本专利技术属于尼龙复合材料领域,具体涉及一种利用原位聚合法制备低石墨烯添加量的石墨烯/尼龙6纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
石墨烯是由碳原子组成的二维单层层状材料。石墨烯自身拥有高强度(130GPa)、高导热率(5000Wm‐1K‐1)、高导电率(108Sm‐1)以及良好的气体阻隔性等特性,是一种理想的层状纳米填料。尼龙6(聚酰胺6)是尼龙工程塑料中产量最大和应用最广的产品,其综合性能好、性价比高。可以应用于汽车工业、电器工业、机械行业、纺织行业以及民用生活材料等诸多领域。因此,将石墨烯均匀的分散在尼龙体6系中得到的尼龙纳米复合材料能够大大提升尼龙6的诸多性能,如热性能、力学性能、阻燃性、导电性及阻隔性能等,从而提高尼龙纳米复合材料的附加值,是现今尼龙6材料的重要发展方向。石墨烯/尼龙6复合材料的综合性能取决于(1)石墨烯在聚合物基体中的分散性,(2)石墨烯与尼龙界面间的粘结性,以及(3)石墨烯自身的性能,如横向尺寸、层数以及氧化程度。其中石墨烯在聚合物基体中的分散性决定着石墨烯的用量以及最终复合材料的可加工性。石墨烯容易团聚,若分散不佳复合材料不仅断裂伸长率低,且不能用于高速纺丝,因为石墨烯团聚体容易堵塞纺丝头。目前制备石墨烯/尼龙6纳米复合材料的方法主要分为两种:(1)机械共混法,这种方法是将尼龙6熔体与石墨烯用挤出机或密炼机等进行机械共混,所得的复合材料虽然能在某些机械性能上有所提升,但是这种二次加工方式不但耗能高,还会破坏聚合物分子链造成部分性能下降。此外这种方法石墨烯在聚合物基体中的分散性较差,且石墨 ...
【技术保护点】
一种石墨烯/尼龙6纳米复合材料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:(1)通过雾化干燥法将尺寸为1~50微米的单层氧化石墨烯分散液干燥,得到褶球状氧化石墨烯,其碳氧比为2.5~5;(2)将0.01‑3.5质量份的褶球状氧化石墨烯和1‑3质量份去离子水加入100质量份的己内酰胺熔体中,在80℃下高速(300~500rpm)搅拌混匀形成分散液;(3)在间歇式反应设备或VK管中制备石墨烯/尼龙6纳米复合材料:间歇式反应釜:在氮气保护下,将上述分散液加入缩聚反应釜,并升温至250‑270℃,在0.5‑1MPa下反应2‑4小时;然后在真空下反应4‑6小时,得到聚合物熔体;最后将聚合物熔体经水冷造粒得到石墨烯/尼龙6纳米复合材料。VK管:将上述分散液在VK管中连续聚合,聚合温度为260℃,聚合时间为20h,将聚合物熔体经水冷造粒得到石墨烯/尼龙6纳米复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/尼龙6纳米复合材料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:(1)通过雾化干燥法将尺寸为1~50微米的单层氧化石墨烯分散液干燥,得到褶球状氧化石墨烯,其碳氧比为2.5~5;(2)将0.01-3.5质量份的褶球状氧化石墨烯和1-3质量份去离子水加入100质量份的己内酰胺熔体中,在80℃下高速(300~500rpm)搅拌混匀形成分散液;(3)在间歇式反应设备或VK管中制备石墨烯/尼龙6纳米复合材料:间歇式反应釜:在...
【专利技术属性】
技术研发人员:高超,陈琛,韩燚,
申请(专利权)人:杭州高烯科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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