高强度抗菌阻氧pp-rct复合管材的制作方法_2

文档序号:9841425阅读:来源:国知局
式测试得到。
[0037] 柱:将下述柱串联连接而使用。
[003引'叮SKgelGSOOO" (7.Smml.D. X30cm) Xl根
[0039] '叮SKgelG400(r(7.8mmI.D.X30cm)Xl根
[0040] '叮SKgelG300(r(7.8mmI.D.X30cm)Xl根
[0041] '叮SKgelG200(r(7.8mmI.D.X30cm)Xl根
[0042] 检测器:RI(差示折射计);柱溫度:40°C;洗脱液:四氨巧喃(THF);流速:1.OmL/分 钟;注入量:100化(试样浓度4mg/mL的四氨巧喃溶液);标准试样:使用下述单分散聚苯乙 締,制作标准曲线。
[0043] 本发明中,所述PP-RCT的制备方法可W为本领域技术人员已知的任何一种方法制 备得到。
[0044] 本发明中,所使用的PP-RCT购于北欧化工,产品牌号为:RA7050。
[0045] 在一种优选的实施方式,所述的PP-RCT外层中加入纳米碳化娃。
[0046] 所述"纳米碳化娃"并没有特别限定,可W市售获得,也可W为本领域技术人员所 熟知的方法制备得到的。用于本发明的纳米碳化娃购于上海超威纳米科技有限公司,产品 型号:CW-SiC-OOl。
[0047] 纳米碳化娃具有高强度、抗氧化性强、耐磨损性好、硬度高W及耐化学腐蚀等优良 特性。本发明人发明加入纳米碳化娃后,在提高耐酸碱、耐磨等优良性能的同时,还可W提 高了本发明的阻氧性能,因而提供了本发明的有益效果。
[004引作为一种优选的实施方式,本发明中PP-RCT树脂经过等离子体处理。
[0049] 低溫等离子体含有大量的电子、激发态原子和分子W及自由基等活性粒子,运些 活性粒子使材料表面引起蚀刻、氧化、还原、裂解、交联和聚合等物理和化学反应,从而实现 对材料表面的改性。由于低溫等离子体中粒子的能量一般为几个至几十个电子伏特,大于 高分子材料几个至十几个电子伏特的结合键能,完全可W使有机大分子材料的结合键断裂 而形成新键;但其健能远低于高能放射线的能量,故表面等离子体处理只发生在材料的表 面。等离子体处理能提高聚締控树脂的表面能,而且等离子体不会影响聚締控树脂的结构。
[0050] 低溫等离子处理时,所述优选地低溫等离子处理具体地操作步骤:将PP-RCT树脂 置于GPT-3型等离子体处理仪中,关闭所有的进气阀口抽真空,待抽到气压至10化时,用氧 气进行洗气,重复洗气2~3,而后通过调节进气阀口,通入氧气达到一定的压强。关闭热偶 真空计,开启射频功率源进行放电,在不同功率下放电一定的时间。实验结束后,直接向等 离子体真空腔内放入空气,取出样品。其中辉光放电的功率为30~120W,放电处理时间为1 ~lOmin,压强为20~lOOPa。
[0051] 本发明人发现,经过等离子体处理后,PP-RCT外层、氧化石墨締/PP-RCT共混物的 中间层W及PP-RCT内层之间层与层之间的作用力会大大提高,有效地防止了层与层之间出 现的滑移现象的产生。 陶]氧化石墨締/PP-RCT共混物的中间层:
[0053] 本发明中,术语"石墨締"是一种由碳原子Wsp2杂化连接形成的单原子层二维晶 体,碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中。每个碳原子除了 Wo键与其他=个碳原 子相连之外,剩余的n电子与其他碳原子的JT电子形成离域大n键,电子可在此区域内自由移 动,从而使石墨締具有优异的导电性能。同时,运种紧密堆积的蜂窝状结构也是构造其他碳 材料的基本单元,单原子层的石墨締可W包裹形成零维的富勒締,单层或者多层的石墨締 可W卷曲形成单壁或者多壁的碳纳米管。
[0054] 由于石墨締中的每个碳原子均与相邻的=个碳原子结合成很强的〇键,因此石墨 締同样表现出优异的力学性能。最近,哥伦比亚大学科学家利用原子力显微镜直接测试了 单层石墨締的力学性能,发现石墨締的杨氏模量约为llOOGPa,断裂强度更是达到了 130GPa,比最好的钢铁还要高IOO倍。
[0055] 石墨締同样是一种优良的热导体,其导热系数高达5000W/(m ? K),优于碳纳米管, 更是比一些常见金属,如金、银、铜等高10倍W上。
[0056] 石墨締的制备方法:机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法、化学合成法、氧化 石墨締还原法W及纵向切割碳管法等几种。
[0057] 机械剥离法:利用微机械剥离法从石墨中分离出石墨締,在液相中超声剥离石墨 是另外一种常用的剥离石墨的方法。
[005引外延生长法:从单晶碳化娃片(SiC)表面利用高溫(1200~1500°C)升华去除娃原 子,从而得到外延生长的石墨締。
[0059] 化学气相沉积法:化学气相沉积法是指在高溫下裂解碳源(如碳氨化合物)并沉积 在固态衬底表面,衬底通常为Ni、Ru等过渡金属。
[0060] 氧化石墨締还原法:目前使用最广泛,也是最有希望率先实现大规模工业化的制 备石墨締的一种方法是利用氧化石墨締为前驱体,通过热还原或者化学还原,将氧化石墨 締表面的含氧基团除去。运种方法虽然不能得到完美的石墨締,但是能在很大程度上恢复 石墨締的本征性能。同时,相对于其他石墨締制备方法,氧化石墨締还原法的原料丰富,设 备及操作过程简单,制备出的石墨締的可加工性好,因此备受关注。
[0061] 纵向切割碳管法:W碳纳米管为原料制备石墨締是近年来发展起来的一种新型的 制备石墨締的方法,与W石墨为原料制备的各向同性石墨締片层不同,切割碳纳米管得到 的是各向异性的带状石墨締。
[0062] 本发明中,所使用的为氧化石墨締。
[0063] 术语"氧化石墨締"是石墨締的一种衍生物,用强氧化剂处理过后的石墨締包含C、 H、0 =种元素。与石墨相似,氧化石墨同样为二维层状结构,氧化石墨締通过层间的氨键等 作用力层层堆叠在一起。氧化石墨締表面含有大量的含氧基团,例如径基和簇基。
[0064] 所述氧化石墨締可W为粉末状,也可W为片状,为了进一步降低本发明的生产成 本,本发明中,所述氧化石墨为粉末状。
[0065] 本发明中,所述氧化石墨締的制备方法可W为本领域技术人员所知的任何一种方 法制备得到。当然,也可W采用商业化的产品,如南京吉仓纳米科技有限公司,产品牌号为: JCG0-98-1-5。
[0066] 目前常用的S种制备氧化石墨締的方法,即化odie法、Staudenmaier法和Hummers 法,均是利用强酸加强氧化剂的组合对石墨进行处理。强质子酸进入到石墨层间形成石墨 插层化合物(gra地ite intercalation compounds),随后强氧化剂对石墨进行氧化引入大 量亲水的含氧官能团到石墨締表面及边缘形成氧化石墨締。由于含氧基团较强的亲水性, 氧化石墨締能完全的剥离并分散在水溶液当中。
[0067] 本发明中,所述氧化石墨締是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨締 是单一的原子层,可W随时在横向尺寸上扩展到数十微米,因此,其结构跨越了一般化学和 材料科学的典型尺度。氧化石墨締可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、 薄膜,W及两性分子的特性。经过氧化处理后,氧化石墨仍保持石墨的层状结构,但在每一 层的石墨締单片上引入了许多氧基功能团。氧化石墨締一般由石墨经强酸氧化而得。主要 有S种制备氧化石墨的方法:Brodie法,Sl:audenmaie;r法和Hummers法。其中Hummers法的制 备过程的时效性相对较好而且制备过程中也比较安全,是目前最常用的一种。它采用浓硫 酸中的高儘酸钟与石墨粉末经氧化反应之后,得到栋色的在边缘有衍生簇酸基及在平面上 主要为酪径基和环氧基团的石墨薄片,此石墨薄片层可W经超声或高剪切剧烈揽拌剥离为 氧化石墨締,并在水中形成稳定、浅栋黄色的单层氧化石墨締悬浮液。由于共辆网络受到严 重的官能化,氧化石墨締薄片具有绝缘的特质。经还原处理可进行部分还原,得到化学修饰 的石墨締薄片。目前,制备氧化石墨締新方法已经层出不穷了,大体上分为自顶向下方法和 自底向上方法两大类。前者的思路是拆分鱗片石墨等制备氧化石墨締,W传统=方法的改 进方法为代表,还包括拆分(破开)碳纳米管的方法等等。后者是用各种碳源合成的方法,具 体方法五花八口,种类繁多。
[0068] 本发明中氧化石墨締/PP-RCT共混物是指将制备好的氧化石墨締和PP-RCT粉末进 行共混,然后造粒。氧化石墨締与PP-RCT共混物中,氧化石墨締与PP-RCT的重量比为(0.1~ 3): 100;优选为(0.1~2): 100;进一步优选为1.3:100。
[0069] 在一种优选的实施方式中,所述氧化石墨締为氧化石墨締与横化氧化石墨締的共 混物。
[0070] 在一种优选的实施方式中,所述氧化石墨締中,氧化石墨締与横化氧化石墨締的 重量比为100:(1~10)。
[0071] 本发明中使用的术语"横化氧化石墨締",是指对氧化石墨締进行横化处理,使其 具备一定的横化度,例如可W使用浓硫酸、发烟硫酸或乙酷横酸醋作为横化试剂。本发明中 的,横化氧化石墨締可W市售获得,也可W通过本领域技术人员所知的任何一种方法获得。
[0072] 本发明中,本发明中,所述"横化氧化石墨締"的制备方法同如下:
[0073] (1)合成对氨基苯横酸重氮盐的制备方法:在100血的烧瓶中加入5mLNa0H(2% )和 0.
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