一种高强度聚合物纳米带及其制备方法
【专利摘要】本发明提出一种高强度聚合物纳米带及其制备方法，通过在聚合物的缩聚形成过程中自发生成纳米带，所述聚合物的结构通式为：其中R=NH2、OH、烷氧基或烷基，烷氧基选自甲氧基或乙氧基，烷基选自甲基或乙基。本发明通过采用两种单体缩聚形成全碳梯形聚合物，这种聚合物在其形成的过程中自发生成纳米带，无需模板剂和后续处理，为高强度纳米带的合成提供了一种新的技术思路和解决方法，且所制备的聚合物纳米带强度高，具有优异的力学性能，能够很好地在复合材料中用作加强材料。
【专利说明】一种高强度聚合物纳米带及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米带制备【技术领域】，更具体的涉及一种高强度聚合物纳米带及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，复合材料中用来做加强材料的形貌通常是纤维、纳米线、纳米管、纳米带和纳米片等形貌，其中纤维是采用纺丝方法制备的，而其他四种形貌的加强材料制备方法多样，但总体而言都很复杂。除了少数低熔点的聚合物能采用干法纺丝，大多数聚合物都只能采用湿纺纺丝，需要用到大量溶剂，一方面增加了原料成本，另一方面增加了工艺成本。纳米线和纳米管的合成一般采用高温化学气相沉积法，工艺复杂、产量较低。
[0003]现有技术中纳米带的制造方法多种多样，如Liu等人公开报道了一种聚苯乙炔纳米带阵列的制备方法:在聚四氟乙烯反应釜中加入纳米铜催化剂和苯乙炔，密封后升温到180°C，苯乙炔气化后在纳米铜催化剂表面聚合形成聚苯乙炔纳米带阵列，但是该方法制备纳米带的工艺过程较为复杂，且制备的纳米带强度较低。另有发明专利CN200410011173.X公开了一种聚邻苯胺纳米带的制备方法:采用邻苯二胺为原料，以硝酸银、氯金酸或者三氯化铁为氧化剂，将邻苯二胺与氧化剂按照一定摩尔比混匀后静置，即得到聚邻苯胺纳米带，该方法制备的聚邻苯胺纳米带虽然导电性好，但是由于其分子量较低，难以成为高强度的加强材料。
【发明内容】
[0004]本发明基于上述现有技术问题，创造性地提出一种高强度聚合物纳米带及其制备方法，采用两种单体缩聚形成全碳梯形聚合物，这种聚合物在其形成的过程中自发生成纳米带，无需模板剂和后续处理，为高强度纳米带的合成提供了一种新的技术思路和解决方法。
[0005]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种聚合物纳米带，通过在聚合物的缩聚形成过程中自发生成纳米带，所述聚合物的结构通式为:
【权利要求】
1.一种聚合物纳米带，其特征在于，通过在聚合物的缩聚形成过程中自发生成纳米带，所述聚合物的结构通式为:
2.根据权利要求1所述的聚合物纳米带，其特征在于，所述聚合物的分子链弹性模量处于 350-600 GPa0
3.一种聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将第一反应单体和第二反应单体溶解在溶剂中并加入催化剂，其中第一反应单体的结构通式如下:
4.根据权利要求3所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，其中步骤(1)的具体过程为将第一反应单体溶解在溶剂中，然后加入催化剂，搅拌均匀后加入第二反应单体。
5.根据权利要求3或4所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，其中步骤(1)中的所述催化剂选自三氟化硼、三氯化铝或常见酸中的一种，步骤(1)中的所述溶剂选自硝基苯、水或乙醇。
6.根据权利要求5所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，其中所述催化剂选自三氟化硼或三氯化铝，所述溶剂选自硝基苯。
7.根据权利要求5所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，其中所述催化剂选自盐酸、硫酸或醋酸，所述溶剂选自水或乙醇。
8.根据权利要求3-7任一项所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，其中所述第一反应单体与第二反应单体间物质的量的关系为1:2-1:2.5，所述催化剂在溶剂中的浓度为0.8-3mol/L，且催化剂在溶剂中的浓度为第一反应单体在溶剂中浓度的10倍左右。
9.根据权利要求3-8任一项所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，其中步骤(2)中，搅拌反应预定时间为2小时左右，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜，聚合反应温度在50-250°C，聚合反应时间为12小时左右。
10.根据权利要求3-9任一项所述聚合物纳米带的制备方法，其特征在于，所制备的聚合物纳米带的分子链弹性模量大`于350GPa。
【文档编号】C08G16/02GK103709378SQ201310669643
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】曾绍忠, 王秀田, 赵志刚, 陈效华 申请人:奇瑞汽车股份有限公司