[发明专利]一种季铵盐改性聚噻吩插层石墨烯的制备方法

说明书

本发明公开了一种季铵盐改性聚噻吩插层石墨烯的制备方法，本发明将聚噻吩与其他有机和无机材料复合后，不仅可以提高聚噻吩的电子导电性能，同时可以展现出很多新的性能，可以应用于电导体、光电材料、电磁屏蔽材料、微波吸收材料、金属防腐涂层等诸多领域。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种季铵盐改性聚噻吩插层石墨烯的制备方法。

背景技术

导电高分子是一类含有共轭结构的高分子，通过化学、电化学或离子等方式掺杂可以使聚合物的电导率水平从绝缘级别达到金属级别，在电容器、能源、金属防腐和生物传感器方面具有良好的应用前景；

聚噻吩因其良好的光学、电学和环境稳定性，受到科研工作者的重视。其与无机纳米材料复合形成有机无机纳米复合材料，不仅由于无机物的引入改善其原有性能，而且因纳米效应及聚噻吩与无机物之间的协同作用，使得复合材料的性能优于单一组分性能的简单加和；

聚噻吩及其衍生物具有热稳定性好、易于制备、掺杂后电导率高以及易脱掺杂的特性，因此广泛应用于电导体、光电材料、电磁屏蔽材料、微波吸收材料等诸多领域。但是未取代的噻吩的不溶解和不易加工的性能在一定程度上限制了其应用；

未取代的噻吩与无机材料的复合少有报道，都是些在有机溶剂（氯仿）中或噻吩直接和蒙脱土在噻吩沸点进行复合；未取代的聚噻吩因其在水中溶解性不好，通常在氯仿等有机溶剂中或者通过电化学聚合。噻吩在氯仿溶剂中聚合时，最后往往需要把氯仿蒸发掉，或者通过其他途径处理掉，这增加了反应的时间和成本，不利于工业化；而通过电化学聚合时，需要寻求合适的溶剂（且量较大），而且可变因素太多，得到聚噻吩质量难以保证，工业化也受到限制；

具有优异导电性的石墨烯可作为制备聚合物导电纳米复合材料的髙效填料。复合材料的电导率随着石墨烯添加呈的增加而增大，并出现渗透阈值现象，说明石墨烯导电网络的形成，石墨烯的髙电导率及髙长径比，使其成为获得低渗透阈值的理想填料。该复合导电材料可应用于抗静电涂料、电磁干扰屏蔽材料、静电耗散材料等；

结构完整的石墨烯由稳定的苯六元环组成，其表面呈惰性，与聚合物之间的相互作用力较小，而石墨烯片层间存在较强的范德华力，易发生聚集，很难在聚合物基体中均匀的分散，这严重影响了石墨烯在聚合物改性中的研究与应用。

本发明的目的就是为了改善石墨烯在聚合物中的分散性及与聚合物之间的界面结合力，对石墨烯进行功能化改性及表面修饰，以改善其在聚合物基体中的分散性，同时赋予复合材料更高的性能。

发明内容

本发明的目的就是为了改善石墨烯在聚合物中的分散性及与聚合物之间的界面结合力，对石墨烯进行功能化改性及表面修饰，以改善其在聚合物基体中的分散性，同时赋予复合材料更高的性能，提供一种季铵盐改性聚噻吩插层石墨烯的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种季铵盐改性聚噻吩插层石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

（1）取70-80重量份的噻吩，加入到其重量6-9倍的氯仿中，搅拌均匀，加入3-5重量份的油酸，升高温度为65-70℃，超声16-20分钟，蒸馏除去氯仿，得油酸化单体；

（2）取2-4重量份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加入到其重量10-13倍的二甲基甲酰胺中，加入14-20重量份的六水三氯化铁，超声3-7分钟，得氨基酰胺溶液；