【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自润滑纳米复合材料领域，具体的说，涉及了一种改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚醚酮酮（pekk）是聚芳基醚酮（paek）聚合物家族的一种热塑性材料，其重复单元包含一个醚官能团，后跟两个羰基团，而且有较高的熔融温度玻璃化温度，但其存在硬度低和易磨损等缺点，从而限制了其在一些高负荷和高速度工作环境下的应用。现有技术中通常采用原位生长的纳米颗粒来增强该材料的表面性能。然而，由于呈惰性特征的工程塑料表面无过渡层，导致直接构筑涂层薄膜将发生快速剥落，而即便是采用过渡层设计，也仅能够保证涂层薄膜在少数较高硬度工程塑料表面低或无载荷状态下工作。
2、为了克服脱落问题，授权公告号为cn112221358b的专利技术专利公开了一种改性碳纳米管与金属有机骨架复合材料的聚醚醚酮复合膜及其制备方法和应用。该方法包括制备酸化碳纳米管；制备二氧化硅包覆碳纳米管，得到改性碳纳米管；制备改性碳纳米管与金属有机骨架的复合材料；取二氧化硅包覆碳纳米管与金属有机骨架的复合材料，加入到第三有机溶剂中，然后超声分散均匀，再加入到磺化聚醚醚酮有机溶液中，室温搅拌，使混合均匀，然后均匀分散在洁净玻璃板上流延制膜，加热干燥，得到改性碳纳米管与金属有机骨架复合材料的聚醚醚酮复合膜。该复合膜材料具有显著提升的质子传导率、拉伸强度等，但是该材料属于简单的物理混合和填充，依然存在易脱落和易磨损的缺陷。
技术实现思路
1、为了降低聚醚酮酮基复合材料的磨损率，提高聚合物复合材料的耐磨性
2、3d打印聚醚酮酮 利用3d打印机将聚醚酮酮打印成聚醚酮酮坯体；
3、制备磺化聚醚酮酮 将聚醚酮酮坯体置于浓硫酸中进行磺化处理，得到多孔结构的磺化聚醚酮酮；
4、原位生成zif-8 将磺化聚醚酮酮置于锌盐的甲醇溶液中，然后再向其中加入二甲基咪唑甲醇溶液，水浴后制得原位负载有zif-8的聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料。
5、基于上述，所述3d打印聚醚酮酮步骤中，所述聚醚酮酮坯体的填充密度为60%～90%。
6、优选地，所述聚醚酮酮坯体的填充密度为可以为60%、70%、80%、90%。
7、具体地，填充密度是指在3d打印过程中打印物体内部被填充物占据的比例。包括网格、实体或其它填充模式。这些填充物可以增加打印物体的强度和稳定性，并减少打印时间和材料使用量，填充密度的选择应根据打印物体的用途和要求来进行。
8、基于上述，所述3d打印聚醚酮酮步骤中，首先将聚醚酮酮粉末进行烘干处理，然后采用双螺杆挤出机将烘干后的聚醚酮酮粉末挤出直径为1 mm～2 mm的丝材，最后利用3d打印机将丝材打印成聚醚酮酮坯体。
9、基于上述，所述制备磺化聚醚酮酮步骤具体包括：将所述聚醚酮酮坯体放在异丙醇中进行超声冲洗，然后进行真空干燥处理，之后在室温下，通过磁力搅拌将干燥后的聚醚酮酮坯体置于浓硫酸中进行磺化处理，得到多孔结构的磺化聚醚酮酮，最后利用去离子水清洗磺化聚醚酮酮至中性，并进行干燥处理。
10、基于上述，所述原位生成zif-8 步骤具体包括：分别单独将二甲基咪唑溶解在甲醇中，制取二甲基咪唑甲醇溶液，将六水合硝酸锌溶解在甲醇中，制取六水合硝酸锌甲醇溶液；然后将磺化聚醚酮酮放置在六水合硝酸锌甲醇溶液中，并在超声波搅拌下再向其中加入二甲基咪唑甲醇溶液反应10min～30 min，最后在30 ℃水浴中反应10 h～20 h，得到负载有zif-8的聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料；其中，六水合硝酸锌与二甲基咪唑的质量比为（0.5～3）：1。
11、本专利技术还提供 一种改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料，该改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料是由上述制备方法制得的。
12、基于上述，所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料包括磺化聚醚酮酮基体、以及原位填充在磺化聚醚酮酮基体孔隙内的zif-8纳米颗粒。
13、具体地，zif-8为2-甲基咪唑锌mof，分子式为c8h12n4.zn。是一种金属有机框架材料，其结构由金属离子和有机配体组成，结构类似于沸石，具有三维的孔道结构，使其具有较大的比表面积和孔容，能够吸附和储存气体、液体以及其他分子物质。
14、本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术提供的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料及其制备方法，首先将聚醚酮酮（pekk）的粉末熔融挤出后，利用3d打印机打出一定范围填充密度的长方体。然后将聚醚酮酮（pekk）放在浓硫酸中制作成磺化pekk（spekk）。最后再把spekk放置在盛有锌盐溶液的烧杯中，在超声波搅拌下将hmim加入上述溶液中制作成spekk/zif-8，在基体表面原位生成的zif-8。经检测，该改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料具有硬度高，比表面积大，孔隙率高等优点。同时，利用bmdw-1a多工况（plate-on-ring，por）摩擦磨损试验机，采用环块模式对该改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料进行了摩擦学性能测试。测试结果表明，该复合材料低载的减磨抗磨的效果最好，spekk/zif-8的磨损率比未接枝pekk材料的磨损率降低了一个数量级，摩擦学性能提高了126%。
15、进一步的，由于本专利技术首先采用3d打印机制作多孔聚醚酮酮复合材料为基体，然后在原位生成有机金属骨架zif-8，可以有效避免现有的采用共混手段对有机金属骨架zif-8热稳定性的影响，且还可以人工调控打印出多孔磺化聚醚酮酮复合材料填充密度，并在磺化聚醚酮酮的表面以及内部孔洞原位生成纳米颗粒，在磨擦的过程中，纳米颗粒不仅仅是表面的一层，在磨擦的过程中纳米颗粒都能起到一定的作用。因此，本专利技术可显著降低聚醚酮酮基复合材料的磨损率，提高聚合物复合材料的耐磨性，确保了纳米颗粒不会轻易从基体中脱落。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：所述3D打印聚醚酮酮步骤中，所述聚醚酮酮坯体的填充密度为60%～90%。
3.根据权利要求2所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1或2或3或4所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：
6.一种改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料，其特征在于：该改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料是由权利要求1至5任一项所述的制备方法制得的。
7.根据权利要求6所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料，其特征在于：包括磺化聚醚酮酮基体、以及原位填充在磺化聚醚酮酮基体孔隙内的ZIF-8纳米颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：所述3d打印聚醚酮酮步骤中，所述聚醚酮酮坯体的填充密度为60%～90%。
3.根据权利要求2所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的改性聚醚酮酮基自润滑纳米复合材料制备方法，其特征在于：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王心超，胡佳乐，刘佳佳，梁议心，郭永刚，耿铁，刘士华，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。