[发明专利]一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物，其特征在于该聚合物的结构式为：，其中A表示石墨烯纳米带，n＝30～100，s＝30～100。

2.制备权利要求1所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、将五氧化二磷加至磷酸中，搅拌溶解得多聚磷酸溶液；

二、将羧基化的石墨烯纳米带加入步骤一制备的多聚磷酸溶液中，搅拌0.5～2小时，得羧基化的石墨烯纳米带的分散溶液；

三、将PBO聚合物与甲磺酸混合搅拌4～24小时，得PBO溶液；

四、将步骤二得到的羧基化的石墨烯纳米带分散液与步骤三得到的PBO溶液混合，然后在100℃～180℃温度下搅拌反应12～48小时，得反应产物，将反应产物水洗后干燥，得的石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤一中五氧化二磷与磷酸的质量比为1：(1～2)。

4.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤二中羧基化的石墨烯纳米带与多聚磷酸溶液的质量比为1：(50～1000)。

5.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于是步骤三中PBO聚合物与甲磺酸的质量比为1：(20～100)。

6.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤四中羧基化的石墨烯纳米带分散液与PBO溶液的质量比为1：(1～2)。

7.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤二中羧基化的石墨烯纳米带的制备方法按以下步骤进行：

a、将多壁碳纳米管加入到盛有浓硫酸的容器中，搅拌混合1～2小时后，把该容器置于冰浴中，加入高锰酸钾，加高锰酸钾的过程中，保持温度为10℃以下；加完后，把容器从冰浴中取出，在温度为室温的条件下，搅拌反应2～5小时；然后再升温至65～70℃并保持1～2小时；

b、再把容器放入冰浴中，加入过氧化氢水溶液，搅拌后，过滤，将固相物再用盐酸清洗至中性，再用水清洗、干燥，得到石墨烯纳米带；其中过氧化氢的质量浓度为0.1％～10％；

c、将步骤b得到的石墨烯纳米带加入到浓硝酸和浓硫酸的混合酸中，在温度为95～100℃的条件下搅拌反应20～24小时，冷却后过滤，再用水洗涤至中性，然后干燥，得到羧基化的石墨烯纳米带。

8.根据权利要求7所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤c的混合酸中浓硝酸和浓硫酸的质量比为1：(3～4)。

9.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤三中的PBO聚合物的制备方法，按以下步骤进行：

①、在氮气气氛下，向五氧化二磷的质量分数为83.7％的多聚磷酸溶液中加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸和二氯化锡，搅拌均匀得混合物A，然后将混合物A在60℃～80℃下加热搅拌反应12～36小时，得混合物B；

②、将步骤①得到的混合物B升温至120℃，然后加入五氧化二磷，再保温搅拌反应5～6小时，得混合物C；

③、将步骤②得到的混合物C升温至145～155℃，然后保温反应5～6小时，再升温至175～185℃，保温反应5～6小时，然后再将反应产物冷却至室温后，水洗至中性，再在75～80℃下真空干燥20～24小时，得到PBO聚合物。

10.根据权利要求9所述的一种石墨烯纳米带接枝改性PBO聚合物的制备方法，其特征在于步骤①中4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐与对苯二甲酸的摩尔比为1:1。