[發明專利]MOF/尼龍6復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711075389.6
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107880539B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 桑欣欣;倪才華;石剛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L87/00;C08G69/08;C08G69/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 程斯佳

本發明涉及一種改性尼龍6樹脂及其制備方法和應用。本發明在制備改性尼龍6樹脂時通過添加金屬?有機框架材料(MOF)納米粒子，得到了改性尼龍6樹脂。所述制備方法包括：(1)將作為MOF前驅體的金屬鹽和有機配體與聚合物單體己內酰胺溶解到由水和極性有機溶劑組成的混合溶液中，一定溫度下加熱反應一段時間，得到納米MOF分散液；(2)蒸除由步驟(1)所得的納米MOF分散液中的極性有機溶劑后，向殘余物中加6?氨基己酸，經聚合反應，得MOF納米粒子改性尼龍6樹脂的母料；(3)將由步驟(2)所得的改性尼龍6樹脂母料與尼龍6(市售品)經熔融共混后，得MOF納米粒子改性尼龍6樹脂。使用MOF納米粒子在聚合過程中用作改性劑，所述的改性劑可以明顯改善本發明的改性尼龍66樹脂的結晶性能。

技術領域

本發明涉及一種含聚己內酰胺(尼龍6)復合材料的制備方法，具體地說，涉及一種納米MOF/尼龍6復合材料的制備方法。

背景技術

金屬-有機框架(MOF)材料是由金屬離子或離子簇和多功能有機配體自組裝形成的多孔配位聚合物，以其可控的形貌、結構的多樣性、較高的熱穩定性以及大的比表面積，在多個科學領域，如化學催化、藥物緩釋、氣體吸附與分離、儲氫以及生物醫學等領域展現了廣闊的應用前景。為了延伸MOF材料的應用范圍，越來越多的MOF復合材料被開發出來。

金屬離子與高分子極性基團之間的相互作用為改善高分子的性能提供了新的機會，成為高分子共混改性研究中的熱點。大量的研究表明，金屬離子能夠與酰胺基團發生相互作用，為金屬離子改性聚酰胺類高分子提供了理論基礎。MOF材料本身含有金屬離子能夠與酰胺基團發生相互作用，而且其有機配體與聚酰胺材料又有一定的相容性，因此，MOF/聚酰胺復合材料的制備具有潛在的應用價值。

聚酰胺俗稱尼龍，是一種重要的工程塑料，具有無毒、質輕、加工流動性好、優良的機械性能、耐磨性好、耐腐蝕等優點。但尼龍作為工程塑料使用時，在成型加工過程中，一直存在著結晶速率慢、注射模溫高、成型周期長等問題，影響了尼龍材料的成型加工效率。通過添加成核劑可以加快尼龍的結晶速率，縮短尼龍制品的成型周期。然而具有優良效果的商品化的成核劑種類有限，本發明利用MOF納米粒子可以明顯改善尼龍的結晶性能。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種制備納米MOF/尼龍6復合材料的方法，改善尼龍6的結晶性能。

本發明所述的制備納米MOF/尼龍6復合材料的方法，包括如下步驟：

(1)將用作MOF前驅體的金屬鹽和有機配體與聚合物單體己內酰胺分散在由水和極性有機溶劑組成的混合液中，該混合液在120℃反應24小時，得到納米MOF分散液；

(2)蒸除由步驟(1)所得的納米MOF分散液中的極性有機溶劑，向殘余物中加入6-氨基己酸，經聚合反應，得到MOF納米粒子改性尼龍6樹脂母料；

(3)將由步驟(2)所得改性尼龍6樹脂母料與市售尼龍6經熔融共混后，得到目標物。

本發明一個優選的技術方案中，步驟(1)制得的納米MOF分散液：以納米MOF分散液的總重量為計算基準、以重量百分數為計量單位，由 30wt％～60wt％的己內酰胺、5wt％～20wt％的納米MOF、20wt％～35wt％的極性有機溶劑和1wt％～5wt％的水組成。

在本發明的另一個優選的技術方案中，所述的極性有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DEA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、甲醇、乙醇中的一種；所述的MOF前驅體的金屬鹽包括金屬鋯鹽和金屬鈰鹽，所述的有機配體是對苯二甲酸、2-氨基對苯二甲酸、2-羥基對苯二甲酸、2-硝基對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、1,4-萘二甲酸。

具體實施方式

本發明所述的制備納米MOF/尼龍6復合材料的方法，包括如下步驟：