[发明专利]石墨烯纤维增强尼龙的制备方法

说明书

本发明涉及尼龙制备方法领域，尤其是石墨烯纤维增强尼龙的制备方法。该制备方法的步骤为：A、将高浓度有序氧化石墨烯通过针头注入凝固浴溶液，凝固一定时间后得氧化石墨烯纤维；B、将氧化石墨烯加入十二烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液中，超声分散，离心分离絮凝物后加入多元胺溶于溶剂中充分混合，得到氨基化的石墨烯纤维；C、将己二胺与己二酸溶解在水溶液中。该发明通过将零散的石墨烯纤维连接起来，增强相纤维和基体之间的界面传递应力作用。当收到外加载荷时，在复合材料的薄弱处产生裂纹，并通过界面的作用，将基体所承受的应力传递给纤维，由于石墨烯纤维具有取向性的轴向传递，从而迅速扩散，阻止了裂纹的持续增长。

技术领域

本发明涉及尼龙制备方法领域，尤其是石墨烯纤维增强尼龙的制备方法。

背景技术

尼龙66因具有优良的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能等从而在汽车、电子电器、机械设备、航空航天等行业中得到广泛应用。然而现有尼龙66吸水率大，模量低、尺寸稳定性差，特别是冲击强度低等限制了尼龙66的普适性。在聚合物加工过程中，剪切场或拉伸场的存在会对聚合物的分子链取向和结晶产生重要影响，从而影响材料的宏观力学性能。目前的尼龙66虽然通过机械共混的方式添加增强剂提高尼龙的强度，但是由于纳米级别的增强剂在加入聚合物中后，由于取向的不确定导致结晶的不确定，从而导致得到的复合材料产品的增强效果不佳。

发明内容

为了克服现有的尼龙性能较差的不足，本发明提供了石墨烯纤维增强尼龙的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯纤维增强尼龙的制备方法，该制备方法的步骤为：

A、将高浓度有序氧化石墨烯通过针头注入凝固浴溶液，凝固一定时间后得氧化石墨烯纤维；

B、将氧化石墨烯加入十二烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液中，超声分散，离心分离絮凝物后加入多元胺溶于溶剂中充分混合，得到氨基化的石墨烯纤维；

C、将己二胺与己二酸溶解在水溶液中，反应得到的盐溶液置于高压反应釜中，控制反应温度230-250℃，反应压力1.5~3.5Mpa，即可得到尼龙预聚体；

将氨基化的石墨烯纤维、与尼龙预聚体共混后进行缩聚。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述尼龙的各组分重量配比为：氧化石墨烯纤维5份、十二烷基三甲基溴化铵0.5-5份、多元胺16.8-44份。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括步骤A中，所述凝固浴溶液为盐溶液，乙醇，乙酸，乙酸乙酯，碳酸，盐酸，甲醇，DMF中的一种或多种混合液。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括步骤B中，所述溶剂为乙醇、四氢呋喃、丙酮、甲酰胺、N，N二甲基甲酰胺的其中一种。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述多元胺为二元胺。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述高浓度有序氧化石墨烯的浓度为15-25g/L。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括步骤A中，所述凝固时间为1小时。

本发明的有益效果是，该发明通过将零散的石墨烯纤维连接起来，增强相纤维和基体之间的界面传递应力作用。当收到外加载荷时，在复合材料的薄弱处产生裂纹，并通过界面的作用，将基体所承受的应力传递给纤维，由于石墨烯纤维具有取向性的轴向传递，从而迅速扩散，阻止了裂纹的持续增长。

具体实施方式

一种石墨烯纤维增强尼龙的制备方法，该制备方法的步骤为：

A、将高浓度有序氧化石墨烯通过针头注入凝固浴溶液，凝固一定时间后得氧化石墨烯纤维；

B、将氧化石墨烯加入十二烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液中，超声分散，离心分离絮凝物后加入多元胺溶于溶剂中充分混合，得到氨基化的石墨烯纤维；