[發明專利]一種羥基富勒烯改性PET材料的制備方法

無效

• 申請號: 201210549241.2
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN102964786A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 襲鍇;顧江江;黃新;張弢;賈敘東;余學海
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K9/00;C08K3/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術領域

本發明涉及PET材料技術領域，具體涉及一種羥基富勒烯改性PET材料的制備方法，由該方法制備出的羥基富勒烯改性PET材料，可以應用于制備具有特殊光學性質的PET薄膜、PET纖維或各種PET制品等領域。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二酯（PET）屬于高分子化合物，由對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）經過縮聚產生聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），其中的部分PET再通過水下切粒而最終生成。

PET化學結構式如下：

PET具有有益的綜合性能和相對低廉的價格，因此其在纖維、薄膜以及制品等領域有著廣泛的用途。纖維級聚酯切片用于制造滌綸短纖維和滌綸長絲，是供給滌綸纖維企業加工纖維及相關產品的原料，滌綸作為化纖中產量最大的品種，占據著化纖行業近80%的市場份額。同時聚酯還有瓶類、薄膜等用途，廣泛應用于包裝業、電子電器、醫療衛生、建筑、汽車等領域，其中包裝是聚酯最大的非纖應用市場，同時也是PET增長最快的領域。

富勒烯（C60）是一種由60個碳原子構成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。富勒烯化學結構式如下：

富勒烯是單純由碳原子結合形成的穩定分子，它具有60個頂點和32個面，其中12個為正五邊形，20個為正六邊形。其相對分子質量約為720。處于頂點的碳原子與相鄰頂點的碳原子各用近似于sp2雜化軌道重疊形成σ鍵，每個碳原子的三個σ鍵分別為一個五邊形的邊和兩個六邊形的邊。碳原子雜化軌道理論計算值為sp2.28，每個碳原子的三個σ鍵不是共平面的，鍵角約為108°或120°，因此整個分子為球狀。每個碳原子用剩下的一個p軌道互相重疊形成一個含60個π電子的閉殼層電子結構，因此在近似球形的籠內和籠外都圍繞著π電子云。分子軌道計算表明，足球烯具有較大的離域能。富勒烯具有金屬光澤，有許多優異性能，如超導、強磁性、耐高壓、抗化學腐蝕、在光、電、磁等領域有潛在的應用前景。

可見，富勒烯改性PET材料可以獲得傳統PET材料無法具備的一系列電、磁以及特殊的非線性光學性能。但是，普通富勒烯由于其表面無官能團，容易自聚集，從而很難與PET進行復合。因此，開發新型富勒烯改性PET材料具有巨大的實用價值和廣泛的市場前景。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種羥基富勒烯改性PET材料的制備方法，該工藝方法簡單快捷，與現有成產工藝設備兼容性好。所制備的羥基富勒烯改性PET材料，可以應用于制備新型PET薄膜、PET纖維或各種PET制品等領域。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種改性PET材料的制備方法，將羥基富勒烯與PET粒料加入到反應器中，控溫260~290℃，攪拌反應，成型，得到氨基富勒烯改性PET材料。

所述的羥基富勒烯，結構通式如下：

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式中，羥基富勒烯的R基團選自羥基（-OH）、羥基甲基（-CH₂OH）、羥基（乙基-CH₂CH₂OH）、羥乙基胺基（-NHCH₂CH₂OH）。羥基富勒烯的含羥基官能團的取代個數n=1~7。

所述的羥基富勒烯，可以為上述通式中的一種或幾種的任意比例混合。

所述的PET分子量為5000-50000。

所述的反應器為密煉機或共混擠出機。

所述的成型，工藝為擠出切片、擠出拉絲、雙向拉伸成薄膜或吹塑。

所述的羥基富勒烯與PET原料的質量比為0.0001~1.0：1。

所述的攪拌反應，時間為0.1~72h。

本發明為改善富勒烯與PET相容性，達到富勒烯均勻分散在PET材料中的目的，使用表面帶有含羥基官能團的富勒烯與PET分子鏈產生相互作用，其羥基可以與聚酯發生氫鍵作用從而有助于富勒烯在PET材料中的分散。并且，在高溫密煉條件下，羥基可以部分與聚酯鍵酯交換生新的聚酯鍵，從而使富勒烯與PET通過化學鍵鏈接，進一步改善富勒烯在PET材料中的相容性，最終制備出富勒烯在PET中均勻分散的富勒烯改性PET材料。

有益效果：與現有的技術相比，本發明的優點包括：該工藝方法簡單快捷，與現有成產工藝設備兼容性好。所制備的羥基富勒烯改性PET材料，可以應用于制備新型PET薄膜、PET纖維或各種PET制品等領域。

附圖說明