一种微米级PA6微球、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种微米级PA6微球、制备方法及应用，制备方法包括：在真空或保护气氛存在下，将聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物加入到熔融的己内酰胺中搅拌；加入引发剂并真空除水，然后加入活化剂进行阴离子开环聚合反应，实验体系发生相反转得到PA6合金；粉碎后洗涤，即可得到微米级PA6微球。本发明专利技术无特殊设备要求，简单、环保、微球产率高，嵌段共聚物的用量仅为己内酰胺与嵌段共聚物总质量的3～10wt％，制备得到的PA6微球尺寸可控，具有较好的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种微米级PA6微球、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于有机聚合物材料
，具体涉及一种微米级PA6微球、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]PA6微球不仅具有高强度、耐磨损和优异的抗化学性，并且由于其含有氨基、羧基和酰胺等官能团，易于进行接枝等功能化处理。因此，PA6微球在粉末喷涂、污水处理、3D打印、生物工程等领域有着广阔的应用前景。
[0003]目前，PA6微球的制备方法可以概况起来分为物理法和化学法两大类。其中物理法主要包括机械粉碎、溶液沉淀，此类方法中机械粉碎具有能耗高、加工成本高、微球形貌不规则等缺点；而溶液沉淀一般需要使用大量的有机溶剂，且操作条件严苛，部分工艺需要在高温高压下进行。化学法主要涉及使用己内酰胺单体直接聚合生成PA6微球，其主要包括沉淀聚合、乳液聚合、悬浮聚合以及反应诱导相分离法等。然而，上述化学法的工艺复杂、微球产率非常低，并且后处理过程也需要耗费大量的有机溶剂，对环境有污染。如公开号CN101077910A提出通过双原位反应诱导相分离法制备尼龙微球，但此法需要经过苯乙烯自由基聚合和己内酰胺阴离子聚合两步反应，所需时间较长。此外，在后续除去聚苯乙烯相的过程中需要耗费大量的有毒溶剂，且耗时耗能，处理成本较高且不环保。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于为了克服现有技术的缺陷，提供一种微米级PA6微球高效的制备方法。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种由上述方法制备而成的微米级PA6微球。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种微米级PA6微球的制备方法，其包括如下步骤：
[0008](1)在真空或保护气氛存在下，将聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物加入到熔融的己内酰胺中，在70～90℃下磁力搅拌20～40min，得到混合溶液；
[0009](2)将引发剂加入步骤(1)所得的混合溶液中，在100～120℃下进行真空除水；
[0010](3)再加入活化剂，己内酰胺进行阴离子开环聚合，在140～160℃下反应5～30min，实验体系发生相反转得到PA6合金；
[0011](4)将步骤(3)得到的PA6合金粉碎后浸没在去离子水或蒸馏水中充分洗涤，即可得到微米级PA6微球。
[0012]进一步方案，所述聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物的用量为所有原料己内酰胺、聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物总质量的3～10wt％。
[0013]进一步方案，所述的引发剂为碱金属氢化物、碱金属氢氧化物、碱金属醇盐或碱金属碳酸盐，优选为氢氧化钠。
[0014]进一步方案，所述引发剂的加入量为己内酰胺与嵌段共聚物(聚丙烯酰胺与聚环
氧乙烷的嵌段共聚物)质量的0.5～1wt％；所述的活化剂的加入量为己内酰胺与嵌段共聚物(聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物)总质量的0.5～1wt％。
[0015]进一步方案，所述的活化剂为异氰酸酯、酰氯、酸酐或酰基己内酰胺，优选为甲苯二异氰酸酯。
[0016]进一步方案，所述的洗涤时间为24～48h。
[0017]进一步方案，所述保护气氛为氢气、氩气、甲烷、氮气中的至少一种。
[0018]本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述制备方法所制备的微米级PA6微球，所述微米级PA6微球的粒径为10～100μm。
[0019]本专利技术的第三个专利技术目的是提供上述微米级PA6微球的应用，所述微米级PA6微球用作3D打印材料或化妆品、粉末涂料的生产原料。
[0020]本申请中阴离子开环聚合是指己内酰胺与引发剂反应生成己内酰胺阴离子，己内酰胺阴离子和聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物继续进行亲核加成反应。为提高聚合速率，反应体系中还需加入活化剂。
[0021]本申请中实验体系发生相反转是指实验体系中两种主要的原料己内酰胺、聚聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物，由于己内酰胺的量远大于嵌段共聚物，反应前己内酰胺是连续相，而反应完成后，己内酰胺变为分散相。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023]1.本专利技术以己内酰胺/聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物为原料，若以实验体系所有原料的总质量为基准，在聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物用量占比仅为3～10wt％时，即可利用己内酰胺阴离子聚合诱导实验体系发生相分离制备出微米级PA6微球，且微球产率非常高，达到90％～97％。
[0024]2.由于聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物易溶于水、醇或其他有机溶剂，反应完成后制备的PA6合金可以用水进行洗脱，操作简便，绿色环保。
[0025]3.本专利技术制备的PA6微球的粒径为10～100μm，在微米级范围，可用于3D打印领域，或化妆品、粉末涂料的生产原料。
[0026]4.本专利技术的制备工艺简单，不需要用如挤出机等特殊设备进行加工，故生产成本低，适合工业化生产。并且制备得到的微米级PA6微球尺寸可控，具有良好的应用前景。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0028]图2为本专利技术实施例2获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0029]图3为本专利技术实施例3获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0030]图4为本专利技术实施例4获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0031]图5为本专利技术实施例5获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0032]图6为本专利技术实施例1获得的PA6微球的粒径分布图，
[0033]图7为本专利技术实施例5获得的PA6微球的粒径分布图，
[0034]图8为本专利技术对比例1获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0035]图9为本专利技术对比例2获得的PA6微球的扫描电镜图，
[0036]图10为本专利技术对比例3获得的PA6微球的扫描电镜图。
具体实施方式
[0037]为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0038]除非另外定义，本文所使用的所有科技术语具有如本专利技术所属领域中的普通技术人员所共知的相同含义。在矛盾的情况下，以包括定义的本说明书为准。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0039]本专利技术描述了合适的方法和材料，但类似于或相当于本专利技术所述方法和材料可用于实施或检验本专利技术。
[0040]以下实施例和对比例中采用的原料具体信息如下：
[0041]己内酰胺，工业级，购自中国石油化工集团有限公司；
[0042]聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
[0043]引发剂，氢氧化钠，分析级，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
[0044]活化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微米级PA6微球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在真空或保护气氛存在下，将聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物加入到熔融的己内酰胺中，在70～90℃下磁力搅拌20～40min，得到混合溶液；(2)将引发剂加入步骤(1)所得的混合溶液中，在100～120℃下进行真空除水；(3)再加入活化剂，己内酰胺进行阴离子开环聚合，在140～160℃下反应5～30min，实验体系发生相反转得到PA6合金；(4)将步骤(3)得到的PA6合金粉碎后洗涤，即可得到微米级PA6微球。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物的用量为己内酰胺和聚丙烯酰胺与聚环氧乙烷的嵌段共聚物总质量的3～10wt％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的引发剂为碱金属氢化物、碱金属氢氧化物、碱金属醇盐或碱金属碳酸盐。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，张娜，杨刚，杨臻，姚晨光，邹冲，
申请(专利权)人：滁州杰事杰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：