一种碳量子点-MC尼龙6复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳量子点

【技术实现步骤摘要】
一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]MC尼龙(单体浇铸尼龙)是用阴离子聚合技术制备得到的工程塑料，熔点高、耐热性能优良，其制品具有很高的强度、刚度，同时MC尼龙6制品能耐一般有机溶剂、海水、多种油，还具有良好的电绝缘性、耐摩擦、自润滑性等，在机械、石油化工、国防等众多领域有重要应用。不过，由于存在吸水、韧性不足易开裂、导热性能差等不足，不能满足特定条件下的应用场景，使用范围受限。
[0003]目前，MC尼龙增韧抗开裂的复合改性技术取得了一定的进展。近期有研究表明，在MC尼龙6体系中加入少量石墨烯或氧化石墨烯可以减小MC尼龙6的球晶尺寸、提高结晶温度、增加结晶度，降低复合材料的摩擦系数和磨损量，在保持MC尼龙的拉伸强度和硬度的前提下，显著提高MC尼龙6的抗冲击性能。
[0004]综合文献，通过外加碳材料提升MC尼龙的韧性从而提高抗开裂的技术方案中，碳材料的均匀分散是其中的难点，通常需要对碳材料进行氨基化、羧基化、接枝等表面改性，增加了工艺复杂程度、实施难度及生产成本。
[0005]碳量子点是一种粒径在2
‑
50nm的新型碳材料，具有来源广泛、经济性良好、结构可设计、粒径小、易分散等特点，其表面具有丰富的羧基、氨基及羟基等有机基团，可与尼龙分子量产生较强的相互作用，进而可能显著影响尼龙结晶过程，从而可能极大体增强尼龙的抗冲击性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料的制备方法，以己内酰胺的重量份数100份为基准，其余组分的重量份数如下：
[0008]碳量子点
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0.05
‑
2份；
[0009]催化剂
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0.2
‑
4份；
[0010]活化剂
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0.1
‑
5份；
[0011]步骤(1)在氮气保护下，将碳量子点加入己内酰胺熔体中，搅拌均匀，一定温度下蒸馏脱水；
[0012]步骤(2)加入催化剂、活化剂引发己内酰胺阴离子开环聚合，得碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料。
[0013]进一步的，所述碳量子点是利用碳源、氮源、隔离剂以微波法制备得到，粒径为2
‑
50nm，其表面基团为羧基、氨基、羟基、酰胺基中的一种或数种的混合物。
[0014]进一步的，所述的催化剂是己内酰胺钠、丁内酰胺钠中的一种或混合物。
[0015]进一步的，所述的活化剂是2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、N
‑
己酰基己内酰胺、N
‑
甲苯酰己内酰胺、三烷基异氰脲酸酯中的一种或数种的混合物。
[0016]进一步的，在步骤1中，所述碳量子点的碳源具体为多元醇或羟基多元酸，所述氮源具体为尿素或水溶性氨基酸，所述隔离剂具体为多元醇或液体聚醚多元醇。
[0017]本专利技术提供了一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料的制备方法，具备以下有益效果：方法简单，易于操作，不需要对碳量子点进行表面处理，成本低，可大规模工业化；
[0018]碳量子点均匀分散在MC尼龙基体中，显著影响了基材尼龙的结晶过程，在保持MC尼龙的拉伸强度和硬度的前提下，显著提高MC尼龙的抗冲击性能；
[0019]本专利技术的碳量子点
‑
MC尼龙复合材料拉伸强度90
‑
180MPa，弯曲强度100
‑
150MPa，冲击强度3
‑
7kJ/m2；
[0020]碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料可以降低磨损，增加耐磨性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术抗冲击性能测试数据表。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0023]实施例一
[0024]本实施例提供一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料及其制备方法，其配方包括：己内酰胺100份、碳量子点0.05份、催化剂0.2份、活化剂5份。
[0025]其中所述碳量子点平均粒径为2nm，其表面具有羧基、氨基；所述催化剂为己内酰胺钠；所述活化剂为2,4
‑
甲苯二异氰酸酯。
[0026]上述碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料配方按照下述方法制备：
[0027]将己内酰胺在氮气氛围下升温至130℃，随后向己内酰胺熔体中加入碳量子点，搅拌均匀后保温30min，随后将反应釜置于100Pa的负压环境下130℃脱水30min；解除真空后，加入催化剂并搅拌均匀，利用真空泵将环境压强抽至100Pa，并加热至140℃左右，维持15min；解除真空后，迅速加入活化剂并搅拌均匀，随后趁热注入165℃的热模具中，在恒温干燥箱中聚合30min后，停止加热，自然冷却至室温后，脱模，即得碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料。
[0028]实施例二
[0029]本实施例提供一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料及其制备方法，其配方包括：己内酰胺100份、碳量子点0.2份、催化剂2份、活化剂3份。
[0030]其中所述碳量子点平均粒径为5nm，其表面具有羧基、羟基；所述催化剂为丁内酰胺钠；所述活化剂为N
‑
己酰基己内酰胺。
[0031]上述碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料配方按照下述方法制备：
[0032]将己内酰胺在氮气氛围下升温至130℃，随后向己内酰胺熔体中加入碳量子点，搅拌均匀后保温30min，随后将反应釜置于100Pa的负压环境下130℃脱水30min；解除真空后，
加入催化剂并搅拌均匀，利用真空泵将环境压强抽至100Pa，并加热至140℃左右，维持15min；解除真空后，迅速加入活化剂并搅拌均匀，随后趁热注入165℃的热模具中，在恒温干燥箱中聚合30min后，停止加热，自然冷却至室温后，脱模，即得碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料。
[0033]实施例三
[0034]本实施例提供一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳量子点
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MC尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，其配比如下：2.根据权利要求1所述的一种碳量子点
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MC尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤(1)在氮气保护下，将碳量子点加入己内酰胺熔体中，搅拌均匀，一定温度下蒸馏脱水；步骤(2)加入催化剂、活化剂引发己内酰胺阴离子开环聚合，得碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料。3.根据权利要求1所述的一种碳量子点
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MC尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳量子点是利用碳源、氮源、隔离剂以微波法制备得到。4.根据权利要求3所述的一种碳量子点
‑
MC尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳量子点的碳源为多元醇或羟基多元酸，所述氮源具体为尿素或水溶性...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峻，张奕磊，黄玉安，韩冰，高文通，蔡洪，张波，岳源权，杨泽宁，瞿静茹，
申请(专利权)人：镇江市营房塑电有限公司，
类型：发明
国别省市：