專利名稱：一種提高熱塑性聚合物材料性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料技術(shù)，具體為一種用高分子組裝后的介孔分子篩填充聚合物基納米復(fù)合材料，提高熱塑性聚合物材料性能的方法。
背景技術(shù)：
聚合物基無機納米復(fù)合材料是集有機組分和無機納米組分于一體的一種新型的功能高分子材料。由于結(jié)合了聚合物和無機納米材料的優(yōu)點，經(jīng)濟、有效地利用納米粒子獨特的光、電、熱、磁、力、化學(xué)活性、催化等性能，近年來受到各國學(xué)者的廣泛重視，已成為材料領(lǐng)域的研究熱點之一。
目前，常用的無機剛性填充劑多為nmCaCO3、nmSiO2、nmTiO2等。填充的熱塑性聚合物基復(fù)合材料大多數(shù)都可采用熔融共混的方法，在雙螺桿擠出機中依靠剪切力的作用將納米級無機剛性粒子分散到聚合物基體中。在用納米粉體改性的高分子材料中，無機納米顆粒在聚合物中的分散性始終是決定聚合物改性成敗的關(guān)鍵。一方面，無機納米粒子的活性高、粒徑小、表面積大，易聚集成尺寸超過納米數(shù)量級的團聚體；另一方面，聚合物熔體一般具有很高的粘度，與無機相之間的界面能很大，使納米顆粒很難在其中均勻分散。這是由于剛性粒子與聚合物基體間結(jié)構(gòu)差別較大，二者相容性較差，使剛性粒子在基體中分散不均勻造成的。為彌補材料性能上的不足，首先需要填充粒子在基體中分散均勻，其次要使二者間有良好的界面結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)中無機納米顆粒不易均勻分散在基體中以及改善兩者的界面相容性，得到高性能的聚合物基納米復(fù)合材料，本發(fā)明提供目的在于提供一種用高分子組裝后的介孔分子篩填充聚合物基納米復(fù)合材料，提高熱塑性聚合物材料性能的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種提高熱塑性聚合物材料性能的方法，用單分散的納米介孔分子篩做填充劑，用超臨界的方法將具有不同柔順性的高分子鏈引入到納米介孔分子篩的孔道內(nèi)，得到具有軟、硬結(jié)合的用高分子組裝后的介孔分子篩復(fù)合填充劑，再與熱塑性聚合物熔融共混制備聚合物/納米介孔分子篩復(fù)合材料，以其制備既增強又增韌的、高性能的聚合物基納米復(fù)合材料，具體步驟如下
1)取納米介孔分子篩增強顆粒，其參數(shù)范圍球形顆粒尺寸20-100nm，孔徑2-10nm，比表面積700-1200m2/g；2)利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)聚合反應(yīng)；其參數(shù)范圍引入單體的超臨界CO2壓力為8-14MPa，溫度為35℃-55℃，與CO2的接觸時間為0.5-6h，單體與納米介孔分子篩增強顆粒的重量比為(1∶1)～(1∶10)；引發(fā)劑的含量為單體重量的1％～5％，之后于80～120℃下引發(fā)單體聚合6～24h后，得到用高分子組裝后的介孔分子篩；3)用高分子組裝后的介孔分子篩與熱塑性聚合物熔融共混，其參數(shù)范圍共混溫度160-280℃，共混時間5-15min，用高分子組裝后的介孔分子篩的重量百分含量為熱塑性聚合物的0.5％-20％。
所述不同柔順性的高分子鏈為聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚甲基丙烯酸酯類中的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸(PMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEA)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)。
所述引發(fā)劑為有機過氧類引發(fā)劑過氧化二苯甲酰(BPO)或偶氮類引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)。
所述介孔分子篩可以為M41S系列，如MCM-41或MCM-48等；或者為SBA系列，如SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-11、SBA-12、SBA-14、SBA-15或SBA-16等。
本發(fā)明向介孔內(nèi)填充的聚合物單體與引發(fā)劑條件能被CO2溶解的絕大多數(shù)聚合物非極性單體和一些低分子量的極性聚合物單體，單體與引發(fā)劑在CO2作用下在納米介孔分子篩孔道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的聚合反應(yīng)。如聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚甲基丙烯酸酯類中的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸(PMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEA)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)等。
本發(fā)明被填充的熱塑性基體的典型代表聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺類或聚氯乙烯(PVC)等。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明采用具有特殊結(jié)構(gòu)的填料——納米介孔分子篩，具有雙重納米結(jié)構(gòu)(納米級顆粒尺寸和納米級的介孔結(jié)構(gòu))，具有孔徑均勻的一維直孔道、比表面積高(一般大于700m2/g)、水熱穩(wěn)定性高以及孔徑可在2～10nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等優(yōu)點。同時，納米結(jié)構(gòu)的孔尺寸，顆粒形狀，顆粒尺寸，納米介孔分子篩的孔壁結(jié)構(gòu)都可以通過改變合成條件來控制。
2、本發(fā)明采用超臨界CO2對聚合物具有很強的溶脹作用，能夠大幅度提高小分子在溶脹后的聚合物中的擴散速度和吸附作用、可將許多小分子吸入聚合物中，改變溫度和壓力可調(diào)節(jié)單體和聚合物的溶解能力，通過減壓即可實現(xiàn)反應(yīng)—分離一體化。采用超臨界CO2作為溶劑代替液態(tài)溶劑將不同的聚合物引到納米介孔分子篩的一維孔道內(nèi)，改變壓力和溶解在超臨界CO2中的聚合物的量，可以調(diào)控在介孔孔道內(nèi)的聚合物量。
3、本發(fā)明納米介孔分子篩孔道內(nèi)填充聚合物獲得的用高分子組裝后的介孔分子篩，延伸到孔口處的有機高分子鏈可與聚合物基體產(chǎn)生較強的界面相互作用，采用這種具有軟、硬結(jié)合的用高分子組裝后的介孔分子篩填充熱塑性聚合物，以其增加二者的相容性和防止納米粒子在熱塑性聚合物基體中的團聚。
4、本發(fā)明可根據(jù)需要設(shè)計介孔孔道內(nèi)聚合物種類或分子量分布，通過界面設(shè)計，精確調(diào)變納米復(fù)合材料的性能。
5、本發(fā)明適用于制備既增強又增韌的、高性能的聚合物基納米復(fù)合材料。
具體實施例方式
實施例1利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔二氧化硅分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)聚合反應(yīng)；取20nm單分散的球形納米介孔MCM-41 3g，將苯乙烯(St)3g、引發(fā)劑過氧化二苯甲酰(BPO)0.03g均勻混合后，再與MCM-41均勻混合，然后在CO2壓力為8 MPa，溫度為35℃下，與CO2接觸0.5h后，再120℃下引發(fā)單體聚合6h后，得到用聚苯乙烯組裝后的介孔分子篩。取PP 50g，用聚苯乙烯組裝后的介孔分子篩0.25g，用聚苯乙烯組裝后的介孔分子篩含量0.5％，于160℃雙螺桿擠出機上熔融共混5min后，得到既增強又增韌的PS-MCM-41/PP納米復(fù)合材料。
表1 PS-MCM-41/PP納米復(fù)合材料與純聚丙烯性能比較

實施例2利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔二氧化硅分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)聚合反應(yīng)；取60nm單分散的球形納米介孔MCM-413g，將甲基丙烯酸甲酯(MMA)9g、引發(fā)劑過氧化二苯甲酰(BPO)0.27g均勻混合后，再與MCM-41均勻混合，然后在CO2壓力為12MPa，溫度為45℃下，與CO2接觸4h后，再100℃下引發(fā)單體聚合12h后，得到用聚甲基丙烯酸甲酯組裝后的介孔分子篩。取PP50g，用聚甲基丙烯酸甲酯組裝后的介孔分子篩0.75g，用聚甲基丙烯酸甲酯組裝后的介孔分子篩含量1.5％，于180℃雙螺桿擠出機上熔融共混7min后，得到既增強又增韌的PMMA-MCM-41/PP納米復(fù)合材料。
表2 PMMA-MCM-41/PP納米復(fù)合材料與純聚丙烯性能比較

實施例3利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔二氧化硅分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)聚合反應(yīng)；取100nm單分散的球形納米介孔MCM-41 3g，將甲基丙烯酸丁酯(BA)12g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)0.24g均勻混合后，再與MCM-41均勻混合，然后在CO2壓力為14MPa，溫度為55℃下，與CO2接觸6h后，再80℃下引發(fā)單體聚合24h后，得到用聚甲基丙烯酸丁酯組裝后的介孔分子篩。取PP 50g，用聚甲基丙烯酸丁酯組裝后的介孔分子篩2.5g，用聚甲基丙烯酸丁酯組裝后的介孔分子篩含量5％，于220℃雙螺桿擠出機上熔融共混5min后，得到既增強又增韌的PBA-MCM-41/PP納米復(fù)合材料。
表3 PBA-MCM-41/PP納米復(fù)合材料與純聚丙烯性能比較

本發(fā)明采用的單分散納米介孔二氧化硅材料MCM-41，可以采用中國專利申請(申請?zhí)?00310105133.7，申請日2003年11月19日)的合成方法，利用溶膠—凝膠方法制備單分散的納米介孔MCM-41增強顆粒，該方法運用三嵌段非離子表面活性劑聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯(PEO-PPO-PEO)作為輔助模板劑和分散劑，形成溶膠狀反應(yīng)液，進而合成出單分散、有序性好、比表面積高的納米級均勻球形單分散納米介孔二氧化硅材料。例如將6.0g十六烷基三甲基溴化銨和5.28g F127(PEO-PPO-PEO，平均分子量11000)，溶于600g氨水溶液中(氨水量36.96g)，在40℃下充分?jǐn)嚢瑁砻婊钚詣┩耆芙夂?，加入正硅酸甲?5g，在室溫下連續(xù)攪拌2小時，得到透明溶膠，轉(zhuǎn)移至恒溫干燥箱中，80℃烘干水分得到白色粉末，550℃高溫焙燒6小時，得到最終的單分散納米介孔二氧化硅材料。透射電鏡照片顯示為單分散的均勻球形顆粒，粒徑為20～100nm，XRD譜圖顯示為有序的六方介孔結(jié)構(gòu)，氮氣吸附脫附譜圖顯示為孔徑分布均一的介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為700-1200m2/g左右，孔徑為2～10nm。
本發(fā)明實施例1～3的納米介孔MCM-41具有雙重納米結(jié)構(gòu)(納米級顆粒尺寸和納米級的介孔結(jié)構(gòu))，具有孔徑均勻的一維直孔道、比表面積高(一般大于700m2/g)、水熱穩(wěn)定性高以及孔徑可在2～10nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等優(yōu)點。同時，納米結(jié)構(gòu)的孔尺寸，顆粒形狀，顆粒尺寸，MCM-41的孔壁結(jié)構(gòu)都可以通過改變合成條件來控制。
實施例4利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔二氧化硅分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)自由基聚合反應(yīng)；取20nm單分散的球形納米介孔MCM-48 3g，將醋酸乙烯酯(VAc)3g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)0.03g均勻混合后，再與MCM-48均勻混合，然后在CO2壓力為8MPa，溫度為35℃下，與CO2接觸1h后，再80℃下引發(fā)單體聚合24h后，得到用聚醋酸乙烯酯組裝后的介孔分子篩。取PP 50g，用聚醋酸乙烯酯組裝后的介孔分子篩5g，用聚醋酸乙烯酯組裝后的介孔分子篩含量10％，于180℃雙螺桿擠出機上熔融共混12min后，得到既增強又增韌的PVAc-MCM-48/PP納米復(fù)合材料。
表4 PVAc-MCM-48/PP納米復(fù)合材料與純聚丙烯性能比較

實施例5利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔二氧化硅分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)自由基聚合反應(yīng)；取60nm單分散的球形納米介孔MCM-48 3g，將甲基丙烯酸乙酯(EA)15g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)0.60g均勻混合后，再與MCM-48均勻混合，然后在CO2壓力為14MPa，溫度為55℃下，與CO2接觸6h后，再80℃下引發(fā)單體聚合24h后，得到用聚甲基丙烯酸乙酯組裝后的介孔分子篩。取PE 50g，用聚甲基丙烯酸乙酯組裝后的介孔分子篩7.5g，用聚甲基丙烯酸乙酯組裝后的介孔分子篩含量15％，于180℃雙螺桿擠出機上熔融共混8min后，得到既增強又增韌的PEA-MCM-48/PE納米復(fù)合材料。
表5 PEA-MCM48/PE納米復(fù)合材料與純聚乙烯性能比較

本發(fā)明采用的單分散納米介孔二氧化硅材料MCM-48，可以采用如下合成方法，利用溶膠—凝膠方法制備單分散的納米介孔MCM-48增強顆粒，該方法運用三嵌段非離子表面活性劑聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯(PEO-PPO-PEO)作為輔助模板劑和分散劑，形成溶膠狀反應(yīng)液，進而合成出單分散、有序性好、比表面積高的納米級均勻球形單分散納米介孔二氧化硅材料。例如將2.8g十六烷基三甲基溴化銨和0.88g F127(PEO-PPO-PEO，平均分子量11000)，溶于600g氫氧化鈉溶液中(氫氧化鈉量1.067g)，在40℃下充分?jǐn)嚢?，待表面活性劑完全溶解后，加入正硅酸甲?15g，在室溫下連續(xù)攪拌2小時，得到透明溶膠，轉(zhuǎn)移至恒溫干燥箱中，80℃烘干水分得到白色粉末，550℃高溫焙燒6小時，得到最終的單分散納米介孔二氧化硅材料。透射電鏡照片顯示為單分散的均勻球形顆粒，粒徑為20～100nm，XRD譜圖顯示為有序的立方相介孔結(jié)構(gòu)，氮氣吸附脫附譜圖顯示為孔徑分布均一的介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為700-1200m2/g左右，孔徑為2～10nm。
本發(fā)明實施例4～5納米介孔MCM-48具有雙重納米結(jié)構(gòu)(納米級顆粒尺寸和納米級的介孔結(jié)構(gòu))，具有孔徑均勻的立方相介孔結(jié)構(gòu)、比表面積高(一般大于700m2/g)、水熱穩(wěn)定性高以及孔徑可在2～10nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等優(yōu)點。同時，納米結(jié)構(gòu)的孔尺寸，顆粒形狀，顆粒尺寸，MCM-48的孔壁結(jié)構(gòu)都可以通過改變合成條件來控制。
實施例6利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)自由基聚合反應(yīng)；取80nm單分散的球形納米介孔分子篩SBA-15 3g，將甲基丙烯酸(MA)18g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)0.18g均勻混合后，再與SBA-15均勻混合，然后在CO2壓力為12MPa，溫度為35℃下，與CO2接觸3h后，再80℃下引發(fā)單體聚合24h后，得到用聚甲基丙烯酸組裝后的介孔分子篩。取PA6 50g，用聚甲基丙烯酸組裝后的介孔分子篩4g，用聚甲基丙烯酸組裝后的介孔分子篩含量8％，于220℃雙螺桿擠出機上熔融共混10min后，得到既增強又增韌的PMA-SBA-15/PA6納米復(fù)合材料。
表6 PEA-SBA-15/PA6納米復(fù)合材料與純尼龍6性能比較

本發(fā)明采用的單分散納米介孔分子篩SBA-15，可以采用如下合成方法，利用溶膠—凝膠方法制備單分散的納米介孔分子篩SBA-15增強顆粒，該方法運用三嵌段非離子表面活性劑聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯(PEO-PPO-PEO)作為輔助模板劑和分散劑，形成溶膠狀反應(yīng)液，進而合成出單分散、有序性好、比表面積高的納米級均勻球形單分散納米介孔材料。例如將2.0g F127(PEO-PPO-PEO，平均分子量11000)，溶于45g蒸餾水和30g(4mol/L)HCl中，在40℃下加入15gN，N-二甲基甲酰胺(共溶劑)，攪拌20min后加入正硅酸甲酯5g，在室溫下連續(xù)攪拌2小時，得到透明溶膠，轉(zhuǎn)移至恒溫干燥箱中，80℃烘干水分得到白色粉末，550℃高溫焙燒6小時，得到最終的單分散納米介孔材料。透射電鏡照片顯示為單分散的均勻球形顆粒，粒徑20～100nm，XRD譜圖顯示為高度有序的六角二維結(jié)構(gòu)，氮氣吸附脫附譜圖顯示為孔徑分布均一的介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為700-1200m2/g左右，孔徑為2～10nm。
本實施例的納米介孔分子篩SBA-15具有雙重納米結(jié)構(gòu)(納米級顆粒尺寸和納米級的介孔結(jié)構(gòu))，具有孔徑均勻的一維直孔道、比表面積高(一般大于700m2/g)、水熱穩(wěn)定性高以及孔徑可在2～10nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等優(yōu)點。同時，納米結(jié)構(gòu)的孔尺寸，顆粒形狀，顆粒尺寸，納米介孔分子篩SBA-15的孔壁結(jié)構(gòu)都可以通過改變合成條件來控制。
實施例7利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)自由基聚合反應(yīng)；取100nm單分散的球形納米介孔SBA-3 3g，將氯乙烯(Vc)30g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)0.03g均勻混合后，再與SBA-3均勻混合，然后在CO2壓力為10MPa，溫度為45℃下，與CO2接觸5h后，再80℃下引發(fā)單體聚合24h后，得到用聚氯乙烯組裝后的介孔分子篩。取PVC 50g，用聚氯乙烯組裝后的介孔分子篩10g，用聚氯乙烯組裝后的介孔分子篩含量20％，于200℃雙螺桿擠出機上熔融共混15min后，得到既增強又增韌的PVC-SBA-3/PVC納米復(fù)合材料。
表7 PVC-SBA-3/PVC納米復(fù)合材料與純聚氯乙烯性能比較

本發(fā)明采用的單分散納米介孔分子篩SBA-3，可以采用如下合成方法，利用溶膠—凝膠方法制備單分散的納米介孔分子篩SBA-3增強顆粒，該方法運用三嵌段非離子表面活性劑聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯(PEO-PPO-PEO)作為輔助模板劑和分散劑，形成溶膠狀反應(yīng)液，進而合成出單分散、有序性好、比表面積高的納米級均勻球形單分散納米介孔材料。例如將7.26g十六烷基三甲基溴化銨和2.3g F127(PEO-PPO-PEO，平均分子量11000)，溶于600g鹽酸溶液中(鹽酸量24.9g)，在40℃下充分?jǐn)嚢瑁砻婊钚詣┩耆芙夂?，加入正硅酸甲?15g，在室溫下連續(xù)攪拌2小時，得到透明溶膠，轉(zhuǎn)移至恒溫干燥箱中，80℃烘干水分得到白色粉末，550℃高溫焙燒6小時，得到最終的單分散納米介孔材料。透射電鏡照片顯示為單分散的均勻球形顆粒，粒徑為20～100nm，XRD譜圖顯示為有序的六方介孔結(jié)構(gòu)，氮氣吸附脫附譜圖顯示為孔徑分布均一的介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為700-1200m2/g左右，孔徑為2～10nm。
本實施例的納米介孔分子篩SBA-3具有雙重納米結(jié)構(gòu)(納米級顆粒尺寸和納米級的介孔結(jié)構(gòu))，具有孔徑均勻的一維直孔道、比表面積高(一般大于700m2/g)、水熱穩(wěn)定性高以及孔徑可在2～10nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等優(yōu)點。同時，納米結(jié)構(gòu)的孔尺寸，顆粒形狀，顆粒尺寸，納米介孔分子篩SBA-3的孔壁結(jié)構(gòu)都可以通過改變合成條件來控制。
另外，向介孔內(nèi)填充的聚合物單體與引發(fā)劑條件能被CO2溶解的絕大多數(shù)聚合物非極性單體和一些低分子量的極性聚合物單體，單體與引發(fā)劑在CO2作用下在納米介孔分子篩孔道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的聚合反應(yīng)。如聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚甲基丙烯酸酯類中的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸(PMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEA)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等均可。被填充的熱塑性基體的典型代表聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺類、聚氯乙烯(PVC)等均可。
權(quán)利要求
1.一種提高熱塑性聚合物材料性能的方法，其特征在于用單分散的納米介孔分子篩做填充劑，用超臨界的方法將具有不同柔順性的高分子鏈引入到納米介孔分子篩的孔道內(nèi)，得到具有軟、硬結(jié)合的用高分子組裝后的介孔分子篩復(fù)合填充劑，再與熱塑性聚合物熔融共混制備聚合物/納米介孔分子篩復(fù)合材料，具體步驟如下1)取納米介孔分子篩增強顆粒，其參數(shù)范圍球形顆粒尺寸20-100nm，孔徑2-10nm，比表面積700-1200m2/g；2)利用超臨界的方法將不同柔順性的高分子鏈單體與引發(fā)劑一同引入到納米介孔分子篩的孔道內(nèi)，之后引發(fā)聚合反應(yīng)；其參數(shù)范圍引入單體的超臨界CO2壓力為8-14MPa，溫度為35℃-55℃，與CO2的接觸時間為0.5-6h，單體與納米介孔分子篩增強顆粒的重量比為(1∶1)～(1∶10)；引發(fā)劑的含量為單體重量的1％～5％，之后于80～120℃下引發(fā)單體聚合6～24h后，得到用高分子組裝后的介孔分子篩；3)用高分子組裝后的介孔分子篩與熱塑性聚合物熔融共混，其參數(shù)范圍共混溫度160-280℃，共混時間5-15min，用高分子組裝后的介孔分子篩的重量百分含量為熱塑性聚合物的0.5％-20％。
2.按照權(quán)利要求1所述提高熱塑性聚合物材料性能的方法，其特征在于所述不同柔順性的高分子鏈為聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚甲基丙烯酸酯類中的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸(PMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEA)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)。
3.按照權(quán)利要求1所述提高熱塑性聚合物材料性能的方法，其特征在于所述引發(fā)劑為有機過氧類引發(fā)劑過氧化二苯甲酰(BPO)或偶氮類引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)。
4.按照權(quán)利要求1所述提高熱塑性聚合物材料性能的方法，其特征在于所述聚合物為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺類或聚氯乙烯(PVC)。
5.按照權(quán)利要求1所述提高熱塑性聚合物材料性能的方法，其特征在于所述介孔分子篩為M41S系列或SBA系列。
6.按照權(quán)利要求5所述提高熱塑性聚合物材料性能的方法，其特征在于所述M41S系列分子篩包括MCM-41或MCM-48；所述SBA系列分子篩包括SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-11、SBA-12、SBA-14、SBA-15或SBA-16。
全文摘要
本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料技術(shù)，具體為一種用高分子組裝后的介孔分子篩填充聚合物基納米復(fù)合材料，提高熱塑性聚合物材料性能的方法。用單分散的納米介孔分子篩做填充劑，用超臨界的方法將具有不同柔順性的高分子鏈引入到介孔分子篩的孔道內(nèi)，得到具有軟、硬結(jié)合的用高分子組裝后的介孔分子篩復(fù)合填充劑，再與熱塑性聚合物熔融共混制備聚合物/納米介孔分子篩復(fù)合材料。本發(fā)明采用的納米介孔分子篩具有雙重納米結(jié)構(gòu)；采用超臨界CO
文檔編號C08L77/00GK1754895SQ20041005054
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者張勁松, 王娜, 李明天 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所