[发明专利]一种改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种只有一个原子厚度的二维碳膜，是人们迄今发现的唯一一种由单层原子构成的材料，碳膜中碳原子之间由化学键连接成六角网络，由于碳原子之间的化学键由sp2杂化轨道组成，因此石墨烯很顽强，具备可弯折、导电性强、机械强度好、透光性好等其他新材料不具备的优良特性。石墨烯具备非比寻常的导电性能，电阻率很小，电子可以极高效地迁移，这方面性能要比传统的导体和半导体高很多；电子在石墨烯中迁移不存在电子与原子的碰撞，可以大大减少能量损耗；石墨烯具备极好的透光性，但是不透气，可以用来开发新一代保护层材料，并且可以用来开发透明电子产品及可穿戴电子产品。石墨烯产品的制备方法多样，但是存在一些弊端，比如在有机溶剂中的分散性、以及与聚合物之间的相容性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法，以氨基封端的聚对苯二甲酰对苯二胺低聚物为改性剂，先对氧化石墨烯进行表面改性，再利用水合肼为还原剂对改性后的氧化石墨烯进行还原，得到改性的石墨烯，然后将制备的改性石墨烯溶解在NMP中进行完全剥离，然后将溶解改性石墨烯的NMP溶液分散在PMMA中，改性石墨烯的用量为0.1～0.2wt％。

优选的，在上述的改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法中，采用溶液共混法将溶解改性石墨烯的NMP溶液分散在PMMA中。

优选的，在上述的改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法中，所述氧化石墨烯的制备方法包括：取1～1.5重量份石墨粉作为石墨原料与浓硫酸及2～3重量份高锰酸钾混合均匀，置于密闭反应容器中，于40～80℃水浴加热条件下搅拌反应4～6h，经减压、抽滤、洗涤后，将过虑物真空干燥、研磨,将干燥研磨后的产物超声分散于去离子水中，加入盐酸调节PH小于3，加入1～3重量份高锰酸钾于0～10℃搅拌反应4～6h，加入过氧化氢，升温至20～30℃水浴搅拌反应2～4h，于室温下将悬浊液进行离心沉降，去除上层清液，沉降物中加入去离子水并搅拌后进行离心沉降，去除上层清液，取沉降物加入无水乙醇，搅拌后，进行离心沉降，取沉降物无水乙醇洗涤，将沉降物干燥处理，分散于去离子水中喷雾干燥即得氧化石墨烯。

优选的，在上述的改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法中，改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法具体包括：将对苯二胺和对苯二甲酰氯分别溶解在NMP中，冷却，然后将对苯二甲酰氯溶液滴加到对苯二胺溶液中进行充分反应聚合，得到氨基封端的PPTA低聚物，将氧化石墨烯分散在水中进行氧化石墨烯水溶液，然后将氧化石墨烯溶液加入到PPTA溶液中，加入DCC作为催化剂，在氮气气氛中反应20～24小时，反应结束后加入水合肼反应3～5小时，产物经洗涤抽滤后干燥处理，获得目标产品。

优选的，在上述的改性氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备方法中，所述对苯二胺和对苯二甲酰氯的摩尔比为3:2～4:3。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过的简单的一步聚合得到氨基封端的PPTA聚合物，并直接接枝到氧化石墨烯，得到改性后的石墨烯，改性后的石墨烯在有机溶剂中表现出了良好的分散性，同时PPTA上含有的极性基团以及苯环的结构，使之能与许多聚合物具有良好的相容性。由上述改性的氧化石墨烯制备的复合材料具有良好的机械性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本实施例中氧化石墨烯和改性石墨烯的XRD衍射图；

图2所示为本实施例中所获得复合材料的光学显微镜图。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。