碳纳米管与聚乙烯复合材料的原位聚合制备方法

摘要

本发明涉及一种碳纳米管与聚乙烯复合材料的制备方法。将单壁或多壁碳纳米管用氧化剂处理得到表面带有羟基，羰基和羧基功能团的官能化碳纳米管，其在惰性气氛下与烷基金属化合物反应后，进一步连接上可催化乙烯聚合的金属有机物组份而得到碳纳米管负载烯烃聚合催化剂。制备的碳纳米管负载催化剂在烷基金属化合物助催化剂存在下进行乙烯聚合，得到碳纳米管与聚乙烯的复合物。该方法得到的复合物两组分相互分散更加均匀，复合物较其他催化剂得到的聚乙烯具有更好的电性能及机械性能。

主权项

1.一种制备碳纳米管与聚乙烯复合材料的原位聚合方法，其特征在于首先进行碳纳米管负载茂金属催化剂的制备，由以下几步构成：1)将碳纳米管在体积比为3∶1的硝酸和硫酸混合液中，温度为130℃处理2小时，反应后滤去酸液，水洗至中性，真空加热除去水分；碳纳米管表面羟基，羰基及羧基摩尔总含量为1％至30％；2)将氧化处理后的碳纳米管在除去湿气和空气的反应器中加入甲苯及甲基铝氧烷或改性甲基铝氧烷，碳纳米管与甲基铝氧烷的重量比为1∶1～1∶5，在温度为20℃～80℃反应1～48小时，反应结束后滤去溶剂，用甲苯洗至洗涤液中无游离的甲基铝氧烷；3)在经步骤2处理后的碳纳米管中加入甲苯和二氯二环戊二烯基钛或二氯二环戊二烯基锆，碳纳米管与钛或锆化合物的重量比为1∶0.05～1∶0.50，在温度为20℃～80℃反应1～48小时并用甲苯洗至滤液中无游离的钛或锆化合物，滤去溶剂，得到载体催化剂；经等离子发射光谱测定，得到的产物中碳纳米管与钛或锆的重量比为1∶0.001～1∶0.05；原位催化乙烯聚合在无水无氧聚合反应器中进行，先加入经除水处理的甲苯，通入乙烯气体，加入甲基铝氧烷或改性甲基铝氧烷，最后加入碳纳米管负载催化剂；甲基铝氧烷与催化剂中锆或钛的摩尔比为500～2500，在温度30℃～80℃反应0.2～10小时，反应后加入盐酸乙醇液，过滤后得到一种碳纳米管与聚乙烯复合材料，由碳纳米管和聚乙烯两部分组成，其中按重量比计碳纳米管的含量为0.05％至5％。