一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及屬于高分子材料領(lǐng)域，更具體的講是一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，其包括以下步驟：靜電紡絲制備尼龍6納米纖維；制備尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛本發(fā)明的優(yōu)良效果如下：尼龍6納米纖維由于其比表面積大，相容性增強(qiáng)，大大增強(qiáng)了其酰胺基團(tuán)與聚甲醛中醚鍵的氫鍵相互作用，其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度有明顯改善；尼龍對聚甲醛有異相成核作用，隨著尼龍含量的增加，共混體系的缺口沖擊強(qiáng)度增加明顯；尼龍6納米纖維的引入可以降低熔融共混的溫度，不必達(dá)到尼龍6熔點(diǎn)，避免了聚甲醛的解聚。
【專利說明】一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及屬于高分子材料領(lǐng)域，更具體的講是一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚甲醛(POM)是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，具有極高的強(qiáng)度和剛度，良好的耐腐蝕、耐油性、耐化學(xué)性、低吸水性、耐磨自潤滑性、抗蠕變性以及突出的耐疲勞性能(疲勞強(qiáng)度高達(dá)27.4X 107)，是所有塑料中強(qiáng)度較為接近金屬的樹脂品種之一。從1959年美國DuPont公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，聚甲醛就以其原料價廉易得，加工成型方便，特別是其獨(dú)特的性能，常常被用來代替有色金屬和合金，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器工業(yè)、一般及精密機(jī)械和五金建材等行業(yè)。目前，在整個工程塑料工業(yè)中，聚甲醛的年產(chǎn)量僅次于尼龍和聚碳酸酯，位居第三位，已發(fā)展成為當(dāng)今世界五大工程塑料之一。
[0003]聚甲醛的致命弱點(diǎn)是缺口沖擊強(qiáng)度較低，與其優(yōu)良的綜合性能不相匹配；同時，POM的熱穩(wěn)定性極差，超過220°C或遇到含強(qiáng)極性基團(tuán)的物質(zhì)就會發(fā)生明顯的分解。對聚甲醛的增韌增強(qiáng)非常有必要。目前用于POM增韌改性的方法主要有彈性體增韌和非彈性體增韌。熱塑性聚氨酯(!PU)、乙丙橡膠以及丁腈橡膠等彈性體增韌POM是傳統(tǒng)方法，關(guān)于這方面的報(bào)道較多，但彈性體增韌POM通常是以犧牲POM的其他力學(xué)性能為代價的。為了在提高POM韌性的同時不損害其他的性能，非彈性體被越來越廣泛地應(yīng)用于聚甲醛的增韌改性，聚酰胺正是其中較為典型的一種。
[0004]用于聚甲醛增韌的聚酰胺一般是二元及三元共聚酰胺，尼龍6、尼龍66等常規(guī)聚酰胺樹脂則不適合用來增韌聚甲醛，原因是其熔點(diǎn)很高，在其加工溫度下聚甲醛易發(fā)生降解。對于纖維增強(qiáng)聚甲醛方面，解決聚甲醛的相容性是關(guān)鍵，CN 102329471A公開了一種玻纖增強(qiáng)聚甲醛材料及其制備方`法，加入有相容劑、偶聯(lián)劑、加工助劑，能增進(jìn)POM和玻璃纖維的相容性，促進(jìn)了玻璃纖維的增強(qiáng)效果，從而增強(qiáng)了制得的玻纖增強(qiáng)聚甲醛材料的性能。但是由于POM的高結(jié)晶性導(dǎo)致樹脂與玻纖的相容性仍然不夠令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對以上不足，提供一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，包括以下步驟:
(1)靜電紡絲制備尼龍6納米纖維
將尼龍6溶于甲酸中，配制成可紡溶液，濃度10-16%，然后進(jìn)行靜電紡絲，電壓50~65kv,電極距離100~300mm,收集尼龍6納米纖維備用；
(2)制備尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛
將5~20重量份的尼龍6納米纖維和80-95質(zhì)量份的聚甲醛混合，投入到雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度160-170°C，二區(qū)溫度165-175°C，三區(qū)溫度170_180°C，四區(qū)溫度 175-185°C，機(jī)頭 180-195°C，螺桿轉(zhuǎn)速 250-350rpm，停留時間 3_5min，壓力為 12_18MPa下進(jìn)行熔融造粒。
[0007]上述步驟(1)中所述尼龍6甲酸溶液濃度為13~14%。
[0008]上述靜電紡絲使用Elmarco靜電紡絲設(shè)備Nano spider。
[0009]上述電壓55~60kv,電極距離150~200mm。
[0010]上述步驟(2)中尼龍6納米纖維為8~15重量份，聚甲醛為85~92重量份。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)良效果如下:
1、尼龍6納米纖維由于其比表面積大，相容性增強(qiáng)，大大增強(qiáng)了其酰胺基團(tuán)與聚甲醛中醚鍵的氫鍵相互作用，其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度有明顯改善。
[0012]2、尼龍對聚甲醛有異相成核作用，隨著尼龍含量的增加，共混體系的缺口沖擊強(qiáng)度增加明顯。
[0013]3、尼龍6納米纖維的引入可以降低熔融共混的溫度，不必達(dá)到尼龍6熔點(diǎn)，避免了聚甲醛的解聚。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí) 施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好的了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0015]實(shí)施例1
1、靜電紡絲制備尼龍6納米纖維
配制濃度為14%的尼龍6甲酸溶液，置于紡絲液槽中，調(diào)整電極距離為150mm，開啟高壓電至60kv，在接受基材上收集尼龍6納米纖維。
[0016]2、制備尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛
將8份尼龍6納米纖維與92份聚甲醛混合均勻，投入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融造粒。
[0017]加工工藝如下:雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度160_170°C，二區(qū)溫度165_175°C，三區(qū)溫度170-180°C，四區(qū)溫度175-185 °C，機(jī)頭180-195 °C，螺桿轉(zhuǎn)速250_350rpm，停留時間3-5min，壓力為 12_18MPa。
[0018]實(shí)施例2
同實(shí)施例1，所不同的是:
步驟(1)尼龍6甲酸溶液的濃度為12%。
[0019]實(shí)施例3
同實(shí)施例1，所不同的是:
步驟(2)中15份尼龍6納米纖維與85份聚甲醛熔融造粒。
[0020]實(shí)施例4
同實(shí)施例1，所不同的是:
步驟(2)中10份尼龍6納米纖維與90份聚甲醛熔融造粒。
[0021]實(shí)施例中聚甲醛購自云南云天化股份有限公司，牌號M90，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為7.5 kj/m2;甲酸購自上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，濃度98%;尼龍6購自Sigma-Aldrich, Tm=228.5°C, Tg=62.5°C。[0022]實(shí)施例中懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ISO 180/1EA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測；拉伸強(qiáng)度按ISO527標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，彎曲強(qiáng)度按ISO 178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，具體數(shù)據(jù)見表1。
表1
【權(quán)利要求】
1.一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，包括以下步驟: (1)靜電紡絲制備尼龍6納米纖維 將尼龍6溶于甲酸中，配制成可紡溶液，濃度10-16%，然后進(jìn)行靜電紡絲，電壓50~65kv,電極距離100~300mm,收集尼龍6納米纖維備用； (2)制備尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛 將5~20重量份的尼龍6納米纖維和80-95質(zhì)量份的聚甲醛混合，投入到雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度160-170°C，二區(qū)溫度165-175°C，三區(qū)溫度170_180°C，四區(qū)溫度 175-185°C，機(jī)頭 180-195°C，螺桿轉(zhuǎn)速 250-350rpm，停留時間 3_5min，壓力為 12_18MPa下進(jìn)行熔融造粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述尼龍6甲酸溶液濃度為13~14%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，其特征在于:靜電紡絲使用Elmarco靜電紡絲設(shè)備Nano spider。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，其特征在于:所述電壓55~60kv,電極距離150~200mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種尼龍6納米纖維增強(qiáng)增韌聚甲醛的制備方法，其特征在于，步驟(2)中尼龍6納米纖維 為8~15重量份，聚甲醛為85~92重量份。
【文檔編號】D01F6/60GK103709590SQ201310725283
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】張成如 申請人:濟(jì)南開發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院