[发明专利]一种导电高分子非共价修饰石墨烯改性电动能转换聚合物材料的方法

权利要求书

1.一种导电高分子非共价修饰石墨烯改性电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）采用溶剂蒸发诱导自组装的方法或原位聚合的方法进行导电高分子非共价修饰石墨烯；

2）将导电高分子非共价修饰石墨烯纳米材料超声辅助分散在电动能转换聚合物溶液中，采用溶液铸膜法制备导电高分子非共价修饰石墨烯电动能转换聚合物复合材料。

2.根据权利要求1所述的电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物包括聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种。

3.根据权利要求2所述的电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，将所述聚(3,4-乙撑二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸进行稀盐酸适量掺杂后，和石墨烯按照不同质量比例采用溶剂蒸发诱导自组装的方法制备聚(3,4-乙撑二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸非共价修饰石墨烯；溶剂蒸发诱导自组装的方法：将导电聚合物和石墨烯分散在去离子水中，超声辅助下搅拌6~12h，然后将混合溶液倾倒入直径6~15cm且底面光滑平整的石英玻璃上，置于干燥箱在35~60℃低温下进行溶剂蒸发诱导自组装12~48h，得到导电高分子非共价修饰石墨烯纳米材料。

4.根据权利要求2所述的电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩采用苯胺、吡咯和噻吩单体在石墨烯片层上进行原位聚合的方法得到导电聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩非共价修饰石墨烯纳米材料；原位聚合的方法：将苯胺、吡咯和噻吩单体分别和石墨烯均匀混合，然后置于冰水浴中0℃下超声分散4~12h，然后加入1M的稀盐酸继续超声分散1~2h，缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液引发聚合，保持0℃下反应10~24h，反应后分离得到固体置于真空干燥箱中40~60℃干燥12~48h即得聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩非共价修饰石墨烯纳米材料。

5.根据权利要求1所述的电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）具体过程为：首先将电动能转换聚合物材料在50~80℃下充分搅拌，完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中形成A溶液，另外分别称取与聚合物材料质量百分比小于5.0%的非共价修饰石墨烯纳米功能填料，超声分散于DMF溶剂体系中形成B溶液；然后将分散均匀的B溶液缓慢加入A溶液中，超声辅助搅拌4~8h，得到混合物，将混合物放置于冰箱中冷却脱气处理；最后将混合物倒在光滑平整的石英玻璃上，静置15~30min，置于真空干燥箱中60~80℃空气中固化20~30h，为进一步脱除DMF溶剂在50~75℃真空下保温12~18h，130℃退火3~5h，将石英玻璃上的高分子薄膜取下即得到改性的电动能转换聚合物复合材料。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，所述电动能转换聚合物为聚氨酯介电弹性体、硅树脂介电弹性体、丙烯酸介电弹性体、聚偏二氟乙烯及其共聚物之任意一种。

7.根据权利要求6所述的电动能转换聚合物材料的制备方法，其特征在于，其中聚偏二氟乙烯共聚物为聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯共聚物之任意一种。