一种高耐磨MC尼龙/MXene纳米复合材料及其原位聚合制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨MC尼龙/MXene纳米复合材料及其原位聚合制备方法方法。包括以下步骤：(1)采用氟化锂与稀盐酸原位生成氢氟酸，刻蚀MAX相中的中间层，制备二维材料MXene；(2)将MXene超声分散到熔融己内酰胺中，加入催化剂及活化剂，倒入模具中固化成型，制备具备高耐磨性能MXene/MC尼龙复合材料。本发明专利技术制备的二维填料具有类石墨烯形态、低层间剪切强度和优异力学性能，表面具有大量含氧基团，与MC尼龙有良好的相互作用，能够均匀分散在基体中，显著提高MC尼龙复合材料的摩擦磨损性能，延长MC尼龙制品的使用寿命。

A high wear-resistant MC nylon / mxene nanocomposite and its in-situ polymerization

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨MC尼龙/MXene纳米复合材料及其原位聚合制备方法
本专利技术涉及一种高耐磨MC尼龙/MXene纳米复合材料及其原位聚合制备方法，属于高分子合成和加工

技术介绍
单体浇铸尼龙6(MC尼龙)是由己内酰胺阴离子开环聚合反应得到的一种新型工程塑料，其特点是分子量高，结晶度高，工艺简单，成型周期短，因此其机械性能、耐磨性能、尺寸稳定性以及吸水性都优于一般尼龙，(TribologyLetters,2014,54(2):161-170.)因此MC尼龙广泛应用于石油化工、机械、交通、建筑等行业。但纯MC尼龙在高负荷下使用时耐磨损性、尺寸稳定性不佳，体积磨损率较大，容易造成机械偏差，难以满足在高负荷条件下工作的要求，这些不足在一定程度上限制了它在更广泛领域的应用。为了提高MC尼龙抗磨损性能，通常都是在MC尼龙基体中通过添加石墨、炭黑、二硫化钼、纤维、润滑油等不同的填料，可以改善MC尼龙的摩擦学性能。然而，由于固体填料填充量高，界面相互作用差，导致润滑填料在基体中分散不均匀，复合材料的力学性能可能会恶化(AcsApplied本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨MC尼龙/MXene纳米复合材料及其原位聚合制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤(1)：二维填料MXene的制备/n步骤(1.1)：将氟化锂与一定摩尔浓度的盐酸溶液在聚四氟烧杯中搅拌30min制备刻蚀液，转速为400rpm；/n步骤(1.2)：将一定量的前驱体MAX相缓慢加入步骤(1.1)刻蚀液中刻蚀，在一定反应温度下持续搅拌刻蚀；/n步骤(1.3)：将步骤(1.2)中获得的反应液体进行离心，离心后将上清液倒掉，向离心管的沉淀中分别加入去离子水，沉淀与去离子水混合均匀，将离心管放入大功率超声机中超声一定时间，取出继续离心，重复洗涤直到离心后倒出的液体为中性；/n步骤(1....

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨MC尼龙/MXene纳米复合材料及其原位聚合制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：二维填料MXene的制备
步骤(1.1)：将氟化锂与一定摩尔浓度的盐酸溶液在聚四氟烧杯中搅拌30min制备刻蚀液，转速为400rpm；
步骤(1.2)：将一定量的前驱体MAX相缓慢加入步骤(1.1)刻蚀液中刻蚀，在一定反应温度下持续搅拌刻蚀；
步骤(1.3)：将步骤(1.2)中获得的反应液体进行离心，离心后将上清液倒掉，向离心管的沉淀中分别加入去离子水，沉淀与去离子水混合均匀，将离心管放入大功率超声机中超声一定时间，取出继续离心，重复洗涤直到离心后倒出的液体为中性；
步骤(1.4)：将步骤(1.3)中获得的MXene用去离子水分散，形成稳定的MXene分散溶液，将分散溶液在-60℃下冷冻干燥48h，得到MXene；
步骤(2)：MXene/MC尼龙复合材料的制备
步骤(2.1)：将重量份数100份的己内酰胺(CL)加热至90℃熔化，等待完全熔融之后加入MXene填料，超声波分散20～30min；将混合体系升温至125～135℃，抽真空脱水30min；
步骤(2.2)：向步骤(2.1)熔体中加入催化剂，搅拌溶解，维持体系温度到125～135℃，再次真空脱水30min；卸除真空，迅速加入活化剂，搅拌均匀得到含MXene的MC尼龙预聚物；
步骤(2.3)：将预聚物迅速浇入预热至160-180℃的模具中，聚合反应0.5-1h，待反应固化完全之后冷却脱模，得到高耐磨MXene/MC尼龙复合材料；优选地，步骤(1.1)中，盐酸的摩尔浓度为6～12mol/L，氟化锂与盐酸溶液的质量比为1：(10～30)，更优选地，盐酸浓为9mol/L，氟化锂与盐酸溶液质量比为1：15。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷军，李忠明，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51