一种基于过渡金属及稀土络合物改性的尼龙66及其方法

技术领域

本发明属于复合材料界面改性领域，具体涉及解拉链碳纳米管携载过渡金属及稀土络合物改性尼龙66纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙66树脂(PA66)是一种优异的热塑性工程材料，相对于其他尼龙系列尼龙66拥有更多的氢键，所以拥有优良的机械性能，高耐摩擦、耐刮擦和耐溶剂性，具有自润滑性，具有减震和吸音性能，成为需求量最高的工程塑料，已广泛应用于电子、电气和汽车工业、家用电器、体育用品等。然而原始尼龙66的强度低极大地限制了其进一步的应用。为了弥补这些缺陷，需对尼龙66树脂进行改性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于过渡金属及稀土络合物改性的尼龙66及其方法。

为实现目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于过渡金属及稀土络合物改性的尼龙66的制备方法，将制备好的解拉链碳纳米管与过渡金属盐混合后，得到过渡金属锚固解拉链碳纳米管纳米填料；将过渡金属锚固解拉链碳纳米管纳米填料与稀土离子有机配体溶液混合均匀，搅拌、洗涤抽滤，干燥收集得到荧光杂化发光材料；将荧光杂化发光材料与尼龙66粒料用机械搅拌法混合均匀，将混合均匀之后的混合料匀速加入到双螺杆挤出机中进行熔融加热经细口径模口挤出，得到基于过渡金属及稀土络合物改性的尼龙66母粒。

所述的制备方法，用修改后Hummers技术制备解拉链用的多壁碳纳米管，通过两种强酸HCl、HNO

所述的制备方法，分别称取等质量的氯化锰、与解拉链碳纳米管，分别溶解在无水乙醇中，通过磁力搅拌溶解完全后，将分散溶液混合，磁力搅拌，然后超声2-4h后，干燥后得到过渡金属锚固解拉链碳纳米管纳米填料uMWCNTS-Mn。

所述的制备方法，锚固稀土络合物到解拉链碳纳米管携载过渡金属纳米填料的纳米孔缺陷:将过渡金属锚固解拉链碳纳米管纳米填料在DMF中超声分散均匀，加入相同量的Eu

所述的制备方法，制备配体溶液，所用配体包括TTA(2-噻吩甲酰三氟丙酮)、Phen(邻菲罗啉)，滴入EuCl

所述的制备方法，用Hummers技术制备解拉链时,所用的多壁碳纳米管MWCNTs的直径是50nm，长度为10μm，超声搅拌分散的时间24h，加入高锰酸钾的次数为3次，高锰酸钾的用量为1.5g，对应的多壁碳纳米管质量为0.2g，加入高锰酸钾后保温时间4h。

所述的制备方法，用双螺杆挤出机熔融挤出的温度260-280℃，挤出速度20-60rpm。

根据任一所述制备方法制备的尼龙66杂化材料。

本发明采用上述技术方案后，具有以下有益效果：(1)本发明过渡金属离子及稀土络合物的存在有效转移了施加在尼龙66树脂基体中的应力，提高尼龙66树脂的力学性能；(2)过渡金属离子及稀土络合物的存在有效提高了尼龙66树脂的发光性能。(3)制备的复合材料通过万能材料试验机测试复合材料的力学性能，极限抗拉与纯尼龙66相比提高约75％。通过紫外分光光度计测试复合材料荧光性能，荧光强度可达3.0×10

附图说明

图1为本发明Eu-uMWCNTs-Mn改性尼龙66树脂的制备方法的流程图。

图2为MWCNTs(a)、uMWCNTs(b)TEM图像。

图3为Eu-uMWCNTs-Mn的红外谱图。

图4为复合材料的荧光发射光谱。

图5为Eu-uMWCNTs-Mn/PA66复合材料的拉伸应力应变曲线。

图6为Eu-uMWCNTs-TM/PA66复合材料的杨氏模量曲线。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

S1、采用修改后的Hummers技术制备解拉链碳纳米管。

具体的，量取20ml硝酸(HNO

S2、uMWCNTs改性尼龙66杂化材料的制备。

取0.04g uMWCNTs分散于无水乙醇溶剂中，加入20g尼龙66母粒机械搅拌，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，将干燥后混合物匀速加入到双螺杆融融挤出，熔融挤出的温度为260-280℃，挤出速度40rpm，挤出改性后切片，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，通过注塑机注塑成型，注塑熔融温度为260-280℃，注塑压力为3MPa，模具温度为100℃。得到样品uMWCNTs(0.2％)/PA66。

实施例2

S1、铕络合物的制备

在锥形瓶中加入5ml 0.1mol/LPhen溶液，搅拌4h，再加入5ml 0.1M EuCl

S2、铕络合物改性尼龙66杂化材料的制备。

取0.04g固体铕络合物粉末分散于无水乙醇溶剂中，加入20g尼龙66母粒机械搅拌，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，将干燥后混合物匀速加入到双螺杆融融挤出，熔融挤出的温度为260-280℃，挤出速度40rpm,挤出改性后切片，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，通过注塑机注塑成型，注塑熔融温度为260-280℃，注塑压力为3MPa，模具温度为100℃。得到样品Eu(0.2％)/PA66。图4为复合材料的荧光发射光谱，Eu/PA66材料荧光强度明显提高。图5为复合材料的力学性能曲线，Eu/PA66材料相对于原始尼龙66材料力学性能提高了56％。

实施例2

S1、uMWCNTs-Mn的制备

称取1g氯化锰固体与1g解拉链多壁碳纳米管粉末，分别放在锥形瓶中，并加入10ml无水乙醇，磁力搅拌2h后，分散完全后，将两溶液混合，混合溶液磁力搅拌2h，然后超声4h，干燥后得到锰锚固解拉链碳纳米管纳米填料粉末uMWCNTs-Mn。

S2、uMWCNTs-Mn改性尼龙66杂化材料的制备。

取0.04g uMWCNTs-Mn分散于无水乙醇溶剂中，加入20g尼龙66母粒机械搅拌，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，将干燥后混合物匀速加入到双螺杆融融挤出，熔融挤出的温度为260-280℃，挤出速度40rpm,挤出改性后切片，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，通过注塑机注塑成型，注塑熔融温度为260-280℃，注塑压力为3MPa，模具温度为100℃。得到样品uMWCNTs-Mn(0.2％)/PA66。图5为复合材料的拉伸应力应变曲线,uMWCNTs-Mn/PA66材料相对于原始尼龙66力学强度增强了74％。图6为复合材料的杨氏模量曲线，uMWCNTs-Mn/PA66材料相对于原始尼龙66模量提高了100％。

实施例4

S1、Eu-uMWCNTs-Mn的制备

在锥形瓶中加入5ml 0.1mol/LPhen溶液，搅拌4h，再加入5ml 0.1M EuCl

取0.1g uMWCNTs-Mn分散在20ml DMF中，超声分散均匀，加入制备好的Eu

图4(a)显示Eu-uMWCNTs-Mn的荧光发射光谱图，可以看出解拉链多壁碳纳米管携载锰离子锚固铕离子后的荧光强度高于铕络合物与锰离子混合纳米填料的荧光强度。

S2、Eu-uMWCNTs-Mn改性尼龙66杂化材料的制备。

取0.04g Eu-uMWCNTs-Mn分散于无水乙醇溶剂中，加入20g尼龙66母粒机械搅拌，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，将干燥后混合物匀速加入到双螺杆融融挤出，熔融挤出的温度为260-280℃，挤出速度40rpm,挤出改性后切片，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，通过注塑机注塑成型，注塑熔融温度为260-280℃，注塑压力为3MPa，模具温度为100℃。得到样品Eu-uMWCNTs-Mn(0.2％)/PA66。图4为复合材料的荧光发射光谱，Eu-uMWCNTs-Mn/PA66材料荧光强度明显提高。图6为复合材料的杨氏模量曲线，Eu-uMWCNTs-Mn/PA66材料相对于原始尼龙66模量提高了70％。

对比例1：

S1、原始尼龙66材料的制备。

取20g尼龙66母粒机械搅拌，放入真空干燥箱中，80℃干燥12h，120℃干燥4h，通过注塑机注塑成型，注塑熔融温度为260-280℃，注塑压力为3MPa，模具温度为100℃。得到样品PA66。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。