[发明专利]一种纳米导电复合薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米导电复合薄膜的制备方法，将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮在去离子水中超声后通入N2；加入FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O；调节pH值为11，反应后70℃熟化；停止通N2，加入水合肼，在98℃搅拌2h，清洗后，配制成RGO‑Fe3O4溶液；然后与聚乙烯醇溶液混合超声，得到PVA/RGO‑Fe3O4混合溶液；将其倒入聚苯乙烯皿中，放置于磁铁上静置，干燥，即得。本发明制备方法制备的复合薄膜不仅环保性好，而且含氧化石墨烯的纳米复合薄膜相对于纯PVA薄膜的导电性能和力学性能得到了显著的提高。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种纳米导电复合薄膜的制备方法。

背景技术

近年来，由于导电聚合物材料具有稳定性好及电阻率在较大的范围内可以调节等特点，已经在电子、通讯、热控、能源等行业中得到广泛的应用。然而已经制备出复合薄膜的导电性能及力学性能不佳，因此提高复合薄膜的导电性能及力学性能非常重要。在提高塑料薄膜导电及力学性技术中，溶液共混是利用纳米导电粒子和聚合物之间良好的分子间作用以及纳米粒子良好导电性能来改善聚合物基体的力学性能及导电性能，具有加工简便、产品性价比高及利于回收等优点，成为国内外研究的热点和重点。寻求具有良好导电性及力学性的纳米填料成为提高聚合物导电及力学性研究的关键。

还原氧化石墨烯(RGO)，其结构是平面六边形点阵，每个碳原子均为sp2杂化并提供剩余一个P轨道上的电子形成大π键，大量电子可在晶体中自由移动使其导电性能优良(电导率～6000S/cm)，而且在室温下传递电子的速度比已知的导体都要迅速，所以RGO成为了改进聚合物导电性的一种理想纳米填料。申请号为CN201310139855(申请日为2013年04月22日，公开号为CN103236324A，公开日为2013年08月07日)的中国专利一种基于还原氧化石墨烯的柔性透明导电薄膜的制备方法，通过等离子体处理聚对苯二甲酸乙二醇酯PET衬底，使其带上亲水性基团，然后通过棒式涂层技术在亲水性PET衬底上制备分散的氧化石墨烯薄膜，在小于等于100℃条件下，将得到的氧化石墨烯薄膜浸于氢碘酸溶液中还原，得到还原氧化石墨烯导电薄膜，通过该发明方法制备的还原氧化石墨烯涂覆膜不仅柔韧性能好，透光性高，工艺简单，而且导电性优良，在导电领域具有潜在的实际应用价值。

中国科学技术大学包晨露在2012年6月博士学位论文《石墨烯及其典型聚合物纳米复合材料的制备方法、结构与机理研究》中通过溶液复合法将PVA溶液和石墨烯溶液混合制备出了石墨烯/PVA纳米复合材料。结果表明当石墨烯含量为1.6vol％时，复合薄膜的电导率为10-8S/m，相比于纯PVA提高了7个数量级，常温拉伸试验结果显示拉伸模量的增长率为12％-71％，拉伸强度的增长率为6％-66％，相比于纯PVA，纳米复合材料的拉伸模量和拉伸强度均有显著提高，该复合膜可用于包装工业中。