[发明专利]一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将金属纳米线加入水中充分振荡溶解，制备成0.01～0.05mol/L的金属纳米线溶液，然后加入浓度为2～5mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液，用稀盐酸调节pH为8.5，加入浓度为1～4mg/mL的多巴胺溶液，充分搅拌反应5～8h，得到聚多巴胺包覆的金属纳米线溶液；所述金属纳米线溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液、多巴胺溶液的体积比为50～100:1:1；所述金属纳米线为纳米铜线；振荡溶解的振荡速度为100～300r/min；搅拌反应的速度为300～500r/min；

步骤二、将聚多巴胺包覆的金属纳米线溶液注入到聚四氟乙烯管状模具中，所述聚四氟乙烯管状模具的底部固定在钢板上，将钢板放置于-196℃的液氮中冷冻，待聚多巴胺包覆的金属纳米线溶液完全冻结后，将其置于冷冻干燥机中，在温度-10℃～-50℃、真空度1.3～13帕的条件下，干燥48～96小时，形成金属纳米线网络结构；

步骤三、将高分子材料加热直到完全呈熔融状态后，将其注入金属纳米线网络结构中，得到高强度宏观尺度高分子导电材料；所述的高分子材料为聚酰亚胺。

2.如权利要求1所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的金属纳米线替换为纳米银线。

3.如权利要求2所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米银线的制备方法：将15-18体积份的0.6mol/L的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液加入到容积为50体积份的反应器中均匀混合，将其放入160℃的油浴中加热2h，然后以0.4mL/min的注射速度把15-20体积份的0.2mol/L的硝酸银的乙二醇溶液在15min之内加入到反应器中，继续反应1h后停止加热；整个反应中，转子的转速为1100r/min，反应溶液的颜色逐渐从明黄色转变为橘黄色，最终变为苍白色，向反应后的溶液中加入二倍于反应液的丙酮溶剂，在超声波清洗机中超声处理，然后将所得产物置于转速为4500r/min的离心机内离心分离30min，弃去上层溶液后，将沉淀分散在50-100体积份的体积分数为95％的乙醇中，即得到纳米银线，该纳米银线长径比达到1200。

4.如权利要求1所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米铜线的制备方法：将10～15体积份的0.05mol/L的CuSO₄·5H₂O放入15～20体积份的1mol/L的NaOH溶液中，再加入5～10体积份的0.5mol/L的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液，将其放入90-100℃的油浴中加热1.5h，添加1～5重量份乙二胺，以1200r/min搅拌9-15分钟，加入1～5重量份硼氢化钠，反应1小时，将得到的悬浊液以5000-8000r/min离心分离20-30分钟，弃去上层溶液后，将沉淀分散在50-100体积份的体积分数为95％的乙醇中，即得到纳米铜线。

5.如权利要求1所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯管状模具的高为2～10cm，直径为2～10cm。

6.如权利要求1所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的高分子材料替换为环氧树脂。

7.如权利要求6所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将环氧树脂置于真空烘箱中，温度设为150℃，直至环氧树脂完全呈熔融状态。

8.如权利要求1所述高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将聚酰亚胺置于真空烘箱中，温度设为400℃，直至聚酰亚胺完全呈熔融状态。