[发明专利]一种氟化石墨烯改性方法及氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用

说明书

一种氟化石墨烯改性方法及氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用，涉及石墨烯化学和自由基聚合领域。氟化石墨烯改性方法包括：利用氟化石墨烯的活性自由基引发烯烃单体进行聚合得到聚合物链并将聚合物链原位接枝到氟化石墨烯的片层上得到氟化石墨烯衍生物。该方法工艺简单、成本低廉、利于工业化生产。一种氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用，氟化石墨烯作为引发剂引发烯烃单体聚合得到高产率游离聚合物。氟化石墨烯作为引发剂的应用适用于本体、溶液、悬浮、乳液或界面聚合等聚合方法。聚合过程平稳可控，不存在爆聚现象，并表现出一定的耐氧行为。

技术领域

本发明涉及石墨烯化学和自由基聚合领域，且特别涉及一种氟化石墨烯改性方法及氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用。

背景技术

自由基聚合在高分子科学与工业中占有极其重要的地位，是人类开发最早，研究最为透彻的一种聚合反应历程。现有60％以上的商用聚合物是通过自由基聚合得到的，如低密度聚乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚醋酸乙烯，丁苯橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶等。该聚合反应属链式聚合反应，主要包括链引发、链增长、链终止和链转移四个基元反应。按反应体系的物理状态来分类，自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合和超临界二氧化碳聚合等聚合种方法。这些方法的特点不同，所得产品的形态与用途也不相同。尽管自由基聚合的科学和工业研究已经很成熟，但自由基聚合还是存在一些缺点，由于氧气在低温时存在阻聚行为，自由基聚合对氧气的敏感性增加了相应的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氟化石墨烯改性方法，该方法在保留氟化石墨烯的氟原子的同时，将烯烃单体聚合反应得到的聚合物链接枝到氟化石墨烯的片层上，可得到功能化的氟化石墨烯衍生物。在发生聚合反应的过程中，表现出耐氧行为。

本发明的另一目的在于提供一种氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用，氟化石墨烯作为引发剂可引发烯烃单体聚合得到游离聚合物。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种氟化石墨烯改性方法，包括：利用氟化石墨烯的活性自由基引发烯烃单体进行聚合得到聚合物链并将聚合物链原位接枝到氟化石墨烯的片层上得到氟化石墨烯衍生物。

一种氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用，氟化石墨烯作为引发剂引发烯烃单体聚合得到游离聚合物。

本发明实施例的有益效果是：

在氟化石墨烯改性方法中，其利用氟化石墨烯作为引发剂引发烯烃单体进行自由基原位聚合反应，在保留氟化石墨烯的氟原子的同时，将烯烃单体聚合得到的聚合物链接枝到氟化石墨烯的片层上，可得到功能化的氟化石墨烯衍生物。在发生聚合反应的过程中，表现出耐氧行为。

一种氟化石墨烯作为自由基引发剂的应用，氟化石墨烯作为引发剂在引发烯烃单体聚合并原位接枝到氟化石墨烯的片层上的同时，还可得到游离聚合物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1得到的产物氟化石墨烯衍生物(FG-PS)及游离聚苯乙烯(Free PS)和氟化石墨烯原料的红外图谱；

图2为本发明实施例2得到的产物氟化石墨烯衍生物(FG-PS)及游离聚苯乙烯(Free PS)和氟化石墨烯原料的TGA-DTG曲线；

图3为本发明实施例1、实施例10和实施例11所用的氟化石墨烯及对比例2所用石墨烯(G)的EPR图谱；

图4为本发明实施例1包含的聚合体系的EPR捕获图谱，以POBN为捕获剂。