一種碳納米管/三嗪復(fù)合物的制備方法及降解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳納米管/三嗪復(fù)合物的制備方法及降解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含氮的熱固性聚合物，例如聚酰胺、聚酰亞胺、聚苯并咪唑等，由于其很好的熱性能，機(jī)械性能，電性能、抗化學(xué)腐蝕性能等可以很好的用于制備泡沫，膠黏劑，汽車，航空，電子設(shè)備等。但是眾所周知，熱固性聚合物不同于熱塑性聚合物，具有“不溶不熔”的性能。所以一經(jīng)制備成型很難改造，用過后的產(chǎn)品很難處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年的塑料垃圾占固體垃圾總量的20-30%，其降解要很長時間。目前降解方法有光降解，熱降解，微生物等，一般降解工藝要求較高，時間較長，成本較高。所以想制備一種既符合在應(yīng)用時具有很好的熱性能，抗腐蝕性能，強(qiáng)機(jī)械性能等，同時在應(yīng)用后又可以很好的得到處理的材料是當(dāng)前人們迫切需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有方法工藝復(fù)雜、成本高同時制備的碳納米管/三嗪復(fù)合物不易降解，造成環(huán)境污染的問題，提供一種碳納米管/三嗪復(fù)合物的制備方法及降解方法。
[0004]本發(fā)明一種碳納米管/三嗪復(fù)合物的制備方法包括以下具體步驟:
[0005]一、酰氯化碳納米管的制備:a、表面氧化:將碳納米管置于混合酸中，在50?80°C下攪拌反應(yīng)6?9h，得到表面連接羧基的酸化碳納米管，其中碳納米管與混合酸的質(zhì)量體積比是Ig: (40?80)mL，混合酸是由質(zhì)量濃度為98%的濃硝酸與濃度為18.4mol/L的濃硫酸按體積比1:3的比例混合而成；b、酰氯化:將表面連接羧基的酸化碳納米管置于SOCl2中，再加入N，N’ - 二甲基甲酰胺，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)、溫度為75?80°C的條件下加熱磁力攪拌20?28h，得酰氯化碳納米管，其中表面連接羧基的酸化碳納米管與50(:12的比例關(guān)系為Ig: (60 ?120)mL，SOCljP N, N，- 二甲基甲酰胺的體積比(0.0025 ?0.0125):1 ；
[0006]二、碳納米管/三嗪復(fù)合物的合成:將對苯二胺、多聚甲醛、酰氯化碳納米管和氮甲基吡咯烷酮放入三頸瓶中，氮?dú)猸h(huán)境，超聲20?lOOmin，加熱180?200°C磁力攪拌2?4h，反應(yīng)結(jié)束后溫度降至室溫，然后用丙酮沉降，抽濾真空干燥得到碳納米管/三嗪類復(fù)合物；其中，對苯二胺和多聚甲醛的摩爾比為1: (I?5)，對苯二胺與氮甲基吡咯烷酮的摩爾體積比lmmol: (2-5)mL，酰氯化碳納米管是對苯二胺和多聚甲醛總質(zhì)量的0.5%?10%。
[0007]本發(fā)明一種碳納米管/三嗪復(fù)合物的降解方法為將碳納米管/三嗪復(fù)合物放入pH=O的硫酸水溶液中，0.5?1.5h后過濾除去固相物，在冰水浴條件下向?yàn)V液中加入固體NaHCO3S pH = 7，過濾取固相物，真空烘干，得到對苯二胺，即完成降解；其中碳納米管/三嗪復(fù)合物與硫酸水溶液的質(zhì)量體積比為(2?3)mg:lmL。
[0008]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):一、成本低，降解方法簡單，容易操作，只需要配制一定量的酸就可以實(shí)施，不需要復(fù)雜儀器；二、將碳納米管進(jìn)行酸化，而后進(jìn)行酰氯化，目的是酰氯化活性高，更容易反應(yīng)，然后通過與碳納米管進(jìn)行摻雜，可以得到硬度、模量提高的復(fù)合物；三、節(jié)能環(huán)保，熱固性復(fù)合物可以進(jìn)行回收再利用。本發(fā)明的降解方法簡單方便，成本低，并且可以回收原料再次重復(fù)利用，是一種很好的環(huán)保方法。
【附圖說明】
[0009]圖1為實(shí)施例一的合成路線圖；
[0010]圖2為實(shí)施例一合成的碳納米管/三嘆復(fù)合物的電鏡掃描圖；
[0011]圖3為實(shí)施例一制備的表面連接羧基的酸化碳納米管、0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物和實(shí)施例五PHT的紅外光譜圖；其中a為表面連接羧基的酸化碳納米管，b為0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物、c為PHT ；
[0012]圖4為實(shí)施例一制備的表面連接羧基的酸化碳納米管、0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物和實(shí)施例五聚合物X射線光電子能譜圖；其中a為表面連接羧基的酸化碳納米管，b為0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物、c為PHT ;
[0013]圖5為實(shí)施例PHT及復(fù)合物的熱重分析曲線，其中a為PHT，b為0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物，c為1%碳納米管/三嗪復(fù)合物，d為2%碳納米管/三嗪復(fù)合物，e為5%碳納米管/三嗪復(fù)合物；
[0014]圖6為實(shí)施例PHT及復(fù)合物的硬度曲線，其中a為PHT，b為0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物，c為1%碳納米管/三嗪復(fù)合物，d為2%碳納米管/三嗪復(fù)合物，e為5%碳納米管/三嗪復(fù)合物；
[0015]圖7為實(shí)施例PHT及復(fù)合物的模量曲線，其中a為PHT，b為0.5%碳納米管/三嗪復(fù)合物，c為1%碳納米管/三嗪復(fù)合物，d為2%碳納米管/三嗪復(fù)合物，e為5%碳納米管/三嗪復(fù)合物；
[0016]圖8為實(shí)施例六中固相物A和真空烘干的產(chǎn)物的紅外譜圖；其中a為固相物A，b為真空烘干的產(chǎn)物。
【具體實(shí)施方式】
[0017]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種碳納米管/三嗪復(fù)合物的制備方法包括以下具體步驟:
[0018]一、酰氯化碳納米管的制備:a、表面氧化:將碳納米管置于混合酸中，在50?80°C下攪拌反應(yīng)6?9h，得到表面連接羧基的酸化碳納米管，其中碳納米管與混合酸的質(zhì)量體積比是Ig: (40?80)mL，混合酸是由質(zhì)量濃度為98%的濃硝酸與濃度為18.4mol/L的濃硫酸按體積比1:3的比例混合而成；b、酰氯化:將表面連接羧基的酸化碳納米管置于SOCl2中，再加入N，N’ - 二甲基甲酰胺，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)、溫度為75?80°C的條件下加熱磁力攪拌20?28h，得酰氯化碳納米管，其中表面連接羧基的酸化碳納米管與50(:12的比例關(guān)系為Ig: (60 ?120)mL，SOCljP N, N，- 二甲基甲酰胺的體積比(0.0025 ?0.0125):1 ；
[0019]二、碳納米管/三嗪復(fù)合物的合成:將對苯二胺、多聚甲醛、酰氯化碳納米管和氮甲基吡咯烷酮放入三頸瓶中，氮?dú)猸h(huán)境，超聲20?lOOmin，加熱180?200°C磁力攪拌2?4h，反應(yīng)結(jié)束后溫度降至室溫，然后用丙酮沉降，抽濾真空干燥得到碳納米管/三嗪類復(fù)合物；其中，對苯二胺和多聚甲醛的摩爾比為1: (I?5)，對苯二胺與氮甲基吡咯烷酮的摩爾體積比lmmol: (2-5)mL，酰氯化碳納米管是對苯二胺和多聚甲醛總質(zhì)量的0.5%?10%。
[0020]本實(shí)施方式中使用的是分析純級別的S0C12。
[0021]本實(shí)施方式優(yōu)點(diǎn):一、成本低，降解方法簡單，容易操作，只需要配制一定量的酸就可以實(shí)施，不需要復(fù)雜儀器；二、將碳納米管進(jìn)行酸化，而后進(jìn)行酰氯化，目的是酰氯化活性高，更容易反應(yīng)，然后通過與碳納米管進(jìn)行摻雜，可以得到硬度、模量提高的復(fù)合物；三、節(jié)能環(huán)保，熱固性復(fù)合物可以進(jìn)行回收再利用。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟a所述的在70°C下攪拌反應(yīng)6h。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟二所述的超聲功率為600W，頻率為40/60KHZ。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟二所述的將對苯二胺、多聚甲醛、酰氯化碳納米