[發明專利]一種碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料

在審

• 申請號: 201910144669.0
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109880214A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 耿博昕;高新蕾
• 申請（專利權）人: 耿博昕
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K9/06;C08K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為基于碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料，其特征在于：該材料的本體材料選自超高分子量聚乙烯；改性添加劑選自碳量子點。所述碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料，其耐熱性能明顯提高，能夠作為耐熱材料使用。本發明能有效提高改性超高分子量聚乙烯材料的熱穩定性，提升材料的使用安全性。

技術領域

本發明涉及超高分子量聚乙烯材料，特別涉及一種碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料，改進超高分子量聚乙烯材料的熱穩定性，提高材料使用安全性。

背景技術

超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene，UHMWPE)一般是指相對分子量在l50萬以上的聚乙烯。該材料是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下，聚合而成的熱塑性工程塑料，可作為纖維、薄膜、管材、板材或異型材等使用。超高分子量聚乙烯具有很多優點和特性，如該材料安全無毒，可長期在-269 ～ +80℃條件下使用。但其耐高溫性能較差，只能在100℃時短期使用，因此該材料不能作為耐熱材料使用，為了彌補UHMWPE的耐熱性能較差的缺陷，必須對材料進行改性，制備成相應的復合材料。

碳量子點(Carbon Quantum Dots，CQDs)一般指的是尺寸小于 10 nm，具有準球形的結構的一種納米碳。CQDs易于制備，原材料廉價、來源廣泛。此外，碳量子點幾乎無毒，具有良好的生物兼容性及使用安全性。由于CQDs具備很多優點，因此自被發現以來，就受到廣泛的關注，并且不斷的被開發新的用途。

新型復合材料的設計中，通常采取繼承、叛逆與創新，移植創新，交叉突破、邊緣突破，復合突破等方法。其中復合突破法使用較多。復合突破法是將幾種原理、技術、效應或組元，加以復合、應用，借以突破而發展、研究出新材料、新工藝、新觀點和新理論的方法。它實際上是一種集成創新。利用復合突破法，集合UHMWPE 和 CQDs的優點制備碳量子點改性超高分子量聚乙烯這種使用性能可靠、耐熱性能優異的新型工程塑料，將擴大UHMWPE材料的使用范圍，提高材料的使用安全性和穩定性，降低以純UHMWPE作為相關器件材料時因受熱所造成的變形和泄露等問題，可明顯提高系統運行可靠性，具有顯著的性能優勢。所涉行業包括石油、化工、電力及高端民生等。

碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料能改進超高分子量聚乙烯材料的熱穩定性，材料整體使用安全性得到明顯提升。

發明內容

本發明為了滿足和擴大材料的使用要求，提高材料的熱穩定性和使用安全性，提供了一種碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料。

所述一種碳量子點改性超高分子量聚乙烯材料，其特征在于：

本體材料選自超高分子量聚乙烯，分子量為150 - 400萬；

改性材料選自碳量子點；

碳量子點可以以0.1 - 2.0wt.％的比例分散于超高分子量聚乙烯材料本體中；

改性材料使用偶聯劑選自硅烷偶聯劑；

所述改性超高分子量聚乙烯材料，能有效提高改性聚乙烯材料的熱穩定性和使用安全性。

CQDs作為UHMWPE材料的熱穩定性改性添加劑用于制備改性材料，提高UHMWPE材料的熱穩定性，提高材料的使用安全性，達到有效擴大材料的使用范圍，提高使用穩定性的要求。CQDs是一類具有獨特性能的新型納米級碳材料，其表面含有大量的含氧基團，如羥基、環氧基、羧基等。因此使用硅烷偶聯劑以減低CQDs與UHMWPE大分子間的界面能，提高材料均勻性及穩定性。CQDs的使用能有效改善改性UHMWPE材料的熱穩定性，提高材料使用安全性。

具體實施方式