专利名称：一种氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种共聚物纳米复合材料，具体地说，涉及一种氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料。
背景技术：
利用纳米微粒对聚合物进行改性，发挥聚合物在光、电、磁、生物、医学、机械等方面的独特性能，能取得许多研究应用成果。以聚酰胺、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酯、环氧树脂、硅橡胶等为载体，天然粘土矿物蒙脱土为纳米分散相且具有优异综合性能的纳米塑料在航空、通讯、食品等领域，已显示出广阔的开发和应用前景。具有优异的性能和较好的性能价格比的纳米尼龙6以及聚乙烯纳米合金材料，也已部分实现工业生产。SiO2/聚苯乙烯、SiO2/聚酰亚胺纳米复合材料以及聚苯胺和聚吡咯电活性聚合物嵌入到层状黏土矿物中合成的金属绝缘体纳米复合材料等有机/无机纳米复合材料，在材料科学中脱颖而出，展现出其独特的性能优势，推动了纳米聚合物复合材料在塑料、纤维、橡胶、树脂、粘合剂等行业的应用发展。
氯乙烯与丙烯腈聚合得到的共聚物具有优良的阻燃性能。习惯上将氯乙烯/丙烯腈共聚物纺成的纤维称为腈氯纶，该类纤维不仅具有腈纶的特点，如弹性、保温性、显色性、柔软性外，还具有阻燃性能、兽毛手感等。腈氯纶可以制成人造毛皮，各种阻燃织物，它又与人发非常相似而又可制成假发、假发套；该类树脂经溶剂溶解后可以制成超滤膜等等。
通过溶液共混的手段，将纳米二氧化硅均匀的分散到氯乙烯/丙烯腈共聚物基体中，可以提高共聚物的热学性能和力学性能。利用该方法得到的氯乙烯/丙烯腈共聚物/二氧化硅复合材料，纳米颗粒分散效果好，使在氯乙烯/丙烯腈共聚物溶液纺丝中引入纳米颗粒材料成为可能。而采用这种方法获得的纤维在阻燃性能、机械性能、热稳定性能方面均有很大提高。
发明内容
本发明目的在于，提供一种氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料。
本发明所说的氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料，其特征在于，所说的纳米复合材料以氯乙烯/丙烯腈共聚物和纳米级二氧化硅(20～100nm)为原料经溶液共混后浇铸成膜，然后在30～80℃干燥后得到目标物；其中以100重量份数的氯乙烯/丙烯腈共聚物为基准，纳米二氧化硅的加入量为1～20重量份数。
在本发明中对溶剂无特别要求，凡可以溶解氯乙烯/丙烯腈共聚物和纳米级二氧化硅的溶剂均可。推荐使用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)；其优选的用量为500～1000重量份数(以100重量份数的氯乙烯/丙烯腈共聚物为基准)。
在本发明中推荐的溶液共混方式为超声振荡(工作频率59Hz)，超声振荡时间优选10～60分钟。此外，为使纳米级二氧化硅更好分散，在其溶于溶剂前最好用1000W紫外光照射10～30分钟。
本发明的优点在于1.采用本发明所述的溶液共混方法制备的氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料中，纳米颗粒分散均匀；2.采用本发明所述的溶液共混方法制备的氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料具有比不含纳米颗粒的氯乙烯/丙烯腈共聚物更好的热性能，机械性能(所采用的氯乙烯/丙烯腈共聚物玻璃化转变温度73℃，降解20％的温度280℃，薄膜拉伸强度10MPa)；3.由于氯乙烯/丙烯腈共聚物一般采用溶液纺丝加工成行，本发明为在溶液纺丝过程中引入纳米颗粒，提供了依据。且操作简单、成本低。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但其并不影响本发明的保护范围
实施例一将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用500克DMF溶解；0.5克纳米二氧化硅用1000W紫外光照射10分钟，用250克DMF溶解；将两溶液混合均匀后，超声振荡30分钟(工作频率59Hz)；将共混溶液浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料薄膜。得到的纳米复合材料玻璃化转变温度75℃，降解20％的温度300℃，薄膜拉伸强度12MPa。
实施例二将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；1克纳米二氧化硅用1000W紫外光照射20分钟，用250克DMF溶解；将两溶液混合均匀后，超声振荡30分钟(工作频率59Hz)；将共混溶液浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料薄膜。得到的纳米复合材料玻璃化转变温度79℃，降解20％的温度300℃，薄膜拉伸强度15MPa。
实施例三将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；4克纳米二氧化硅用1000W紫外光照射20分钟，用250克DMF溶解；将两溶液混合均匀后，超声振荡30分钟(工作频率59Hz)；将共混溶液浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料薄膜。得到的纳米复合材料玻璃化转变温度81℃，降解20％的温度450℃，薄膜拉伸强度18MPa。
实施例四将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；8克纳米二氧化硅用1000W紫外光照射30分钟，用250克DMF溶解；将两溶液混合均匀后，超声振荡60分钟(工作频率59Hz)；将共混溶液浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料薄膜。得到的纳米复合材料玻璃化转变温度85℃，降解20％的温度460℃，薄膜拉伸强度13MPa。
实施例五将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；0.5克纳米二氧化硅用1000W紫外光照射30分钟，用250克DMF溶解；将两溶液混合均匀后，超声振荡40分钟(工作频率59Hz)；将共混溶液浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料薄膜。得到的纳米复合材料玻璃化转变温度76℃，降解20％的温度320℃，薄膜拉伸强度13MPa。
实施例六将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解；4克纳米二氧化硅用1000W紫外光照射30分钟，用250克DMF溶解；将两溶液混合均匀后，超声振荡40分钟(工作频率59Hz)；将共混溶液浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米二氧化硅复合材料薄膜。得到的纳米复合材料玻璃化转变温度79℃，降解20％的温度440℃，薄膜拉伸强度17MPa。
对比例将氯乙烯/丙烯腈共聚物50克，用250克DMF溶解，溶解均匀后浇铸成膜，在60℃烘箱内干燥，得到氯乙烯/丙烯腈共聚物薄膜。得到的薄膜玻璃化转变温度73℃，降解20％的温度280℃，薄膜拉伸强度10MPa。
权利要求
1.一种氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料，其特征在于，所说的纳米复合材料以氯乙烯/丙烯腈共聚物和纳米级二氧化硅为原料经溶液共混后浇铸成膜，然后在30～80℃干燥后得到目标物；其中以100重量份数的氯乙烯/丙烯腈共聚物为基准，纳米二氧化硅的加入量为1～20重量份数。
2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，其中所说的溶液共混所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺，其用量为500～1000重量份数。
3.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，其中所说的溶液共混方式采用超声振荡，超声振荡时间为10～60分钟。
4.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，其中所用纳米级二氧化硅在溶于溶剂前用1000W紫外光照射10～30分钟
5.如权利要求2所述的纳米复合材料，其特征在于，其中所说的溶液共混方式采用超声振荡，超声振荡时间为10～60分钟。
6.如权利要求5所述的纳米复合材料，其特征在于，其中所用纳米级二氧化硅在溶于溶剂前用1000W紫外光照射10～60分钟。
全文摘要
本发明涉及一种氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料，其以氯乙烯/丙烯腈共聚物和纳米级二氧化硅为原料经溶液共混后浇铸成膜，然后在30～80℃干燥后获得。在本发明所说的氯乙烯/丙烯腈共聚物纳米复合材料中，纳米颗粒在聚合物基体中分散均匀。因此，所得到的复合材料在玻璃化转变温度、热降解温度及拉伸强度均有显著的提高。
文档编号C08L33/20GK1618863SQ20041006673
公开日2005年5月25日 申请日期2004年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者林嘉平, 许家福, 余天石 申请人:华东理工大学