一种纳米二氧化硅复合材料制备方法.pdf

一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，属于材料制备领域。其特征在于包括如下步骤：在烧瓶中加入RNS-A和丙烯酸甲酯，以甲醇为溶剂，磁力搅拌反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代SiO2树枝状大分子；在烧瓶中加入半代SiO2和乙二胺，以甲醇为溶剂磁力搅拌反应，合成SiO2树枝状大分子；将十二内酰胺、树枝化SiO2、水和磷酸混合加入聚合釜中，用二氧化碳置换釜内空气，升温升压，然后在常压下反应充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到纳米SiO2复合材料。通过对于原有制备工艺的改进，采用重复胺基与丙烯酸甲酯的迈克尔加成反应，制得胺型树枝状大分子，本法所述的纳米二氧化硅复合材料制备方法工艺简单，易于操作，具有极大的推广应用价值。

权利要求书
1.  一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）在250mL的烧瓶中加入15gRNS-A和15mL丙烯酸甲酯，以100mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代SiO2锚合PAMAM型树枝状大分子；
（2）在250mL烧瓶中加入10g半代SiO2和10mL乙二胺，以100mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，合成SiO2 锚合PAMAM型树枝状大分子；
（3）将十二内酰胺、树枝化SiO2、水和磷酸混合加入聚合釜中，用CO2置换釜内空气，升温升压保持2h，然后1.5h内缓慢放气至常压，在常压下270℃反应1.5h，充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到PA12／纳米SiO2复合材料。

2.  如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤（1）中所述磁力搅拌的温度为50℃，时间为24h。

3.  如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤（2）中所述磁力搅拌的温度为50℃，时间为24h。

4.  如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤（3）中所述升温升压过程温度为260℃，压力为1.6MPa。

说明书一种纳米二氧化硅复合材料制备方法
技术领域
    本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅复合材料制备方法。
背景技术
    随着科技的不断发展，新的材料技术也得到了较大范围的推广应用，其中纳米技术已被应用到了航天、生活电器、服装等多个领域。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、界面效应和量子隧道效应等，使其具有许多新异的特性。但是纳米粒子粒径小，表面能大，很容易发生团聚，影响它在聚合物中的分散。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种纳米二氧化硅复合材料制备方法。
一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1） 在250mL的烧瓶中加入15gRNS-A和15mL丙烯酸甲酯，以100mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代SiO2锚合PAMAM型树枝状大分子；
（2） 在250mL烧瓶中加入10g半代SiO2和10mL乙二胺，以100mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，合成SiO2 锚合PAMAM型树枝状大分子；
（3） 将十二内酰胺、树枝化SiO2、水和磷酸混合加入聚合釜中，用CO2置换釜内空气，升温升压保持2h，然后1.5h内缓慢放气至常压，在常压下270℃反应1.5h，充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到PA12／纳米SiO2复合材料。
本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤（1）中所述磁力搅拌的温度为50℃，时间为24h。
本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤（2）中所述磁力搅拌的温度为50℃，时间为24h。
本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于步骤（3）中所述升温升压过程温度为260℃，压力为1.6MPa。
本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，通过对于原有制备工艺的改进，采用重复胺基与丙烯酸甲酯的迈克尔加成反应，制得胺型树枝状大分子，本法所所述的纳米二氧化硅复合材料制备方法工艺简单，易于操作，具有极大的推广应用价值。
具体实施方式
一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1） 在250mL的烧瓶中加入15gRNS-A和15mL丙烯酸甲酯，以100mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，反应结束后用甲醇洗涤后过滤，烘干后得到半代SiO2锚合PAMAM型树枝状大分子；
（2） 在250mL烧瓶中加入10g半代SiO2和10mL乙二胺，以100mL甲醇为溶剂，磁力搅拌反应，合成SiO2 锚合PAMAM型树枝状大分子；
（3） 将十二内酰胺、树枝化SiO2、水和磷酸混合加入聚合釜中，用CO2置换釜内空气，升温升压保持2h，然后1.5h内缓慢放气至常压，在常压下270℃反应1.5h，充压后出料，物料经水冷却后切粒，得到PA12／纳米SiO2复合材料。
本发明所述的一种纳米二氧化硅复合材料制备方法，步骤（1）中所述磁力搅拌的温度为50℃，时间为24h。步骤（2）中所述磁力搅拌的温度为50℃，时间为24h。步骤（3）中所述升温升压过程温度为260℃，压力为1.6MPa。通过重复迈克尔加成反应和酯基的酰胺化反应，成功地将PAMAM型树枝状大分子接枝到SiO2 表面，由于随着树形大分子代数的增长，空间位阻也逐渐增大，阻碍了下一步反应的进行。同时，在以甲酯基为端基的半代产品的酰胺化反应过程中，乙二胺分子中的一个胺基除与一个甲酯基发生酰胺化反应外，同时，另一端胺基还可能与分子内或分子间的另一个甲酯基发生反应，得到交联产物，从而使代数增长终止，这同样会减少产物中的胺基含量。复合材料的缺口冲击强度较纯PA12的高。拉伸强度变化不大，弯曲强度和断裂伸长率都呈下降趋势。分子链枝化程度增加，可使分子之间的距离增加，分子间的作用力减小，因而高聚物的拉伸强度会降低，但冲击强度会提高。SiO2表面接枝有树枝化的结构，随着代数的增加，表面的胺基量增加，十二内酰胺开环聚合，分子链接到表面胺基上，形成的支链增多，链端在空间的排布比线性分子更为紧密，使支化分子在溶液中的尺寸小于相近分子量的线性分子，从而使相对黏度降低。纳米粒子的加入对PA12的结晶起到异相成核作用，能够快速形成大量晶核，较快地完成结晶；SiO2 表面的胺基与PA12基体通过化学键或氢键连接，增加了SiO2与PA12之间的相互作用，对PA12 分子排入晶格起到阻碍作用，使得难于形成结构完整的球晶。，纳米SiO2微粒的加入使PA12的结晶温度提高，随着代数的增加有逐渐升高的趋势。纳米SiO2作为成核剂，诱导PA12异相成核结晶，使结晶更为容易，在较高温度下即可发生。复合材料的过冷度较PA12有所减小，有利于复合材料在加工成型过程中快速结晶，提高材料性能。