[发明专利]一种改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：将GO加入蒸馏水中，超声，用磁力搅拌器在80‑90℃条件下对其进行搅拌，加入DDM，回流25‑27h，趁热真空抽滤，冲洗，干燥后研磨得GO‑DDM；将GO‑DDM分散在丙酮溶液中，超声，加入EP，继续超声1.5‑2.5h，搅拌11‑13h，置于50‑60℃的真空烘箱中17‑19h，向烧杯加入环氧固化剂，搅拌15‑20min，充分搅拌后放入真空烘箱中40‑50min除去EP中的气泡，脱泡完毕后将EP倒入四氟乙烯模具中固化成型即得。该方法制备的改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料力学性能优良，具有较高的拉伸强度和冲击强度。

技术领域

本发明涉及一种改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法。

背景技术

石墨烯由于具有优异的力学性能、电学性能、热学性能及高比表面积等特殊的理化性能，近年来作为一种新型材料备受关注，在新型复合材料领域中更是大放异彩。氧化石墨烯(GO)片层表面含有丰富的含氧官能团，作为石墨烯的前驱体活跃在众多领域。

环氧树脂(EP)作为一种重要的热固性树脂，因具有优异的性能在航空航天、电子信息、医学和复合材料等领域有着广泛应用。但是，环氧树脂自身存在的力学方面(耐冲击性能差、脆性大等)的缺陷，已不能满足当前飞速发展的社会对于材料的需求。石墨烯是解决这一问题的关键，以其为填料制备得到的复合材料将具备优秀的性能。单一组分的石墨烯材料本身容易发生团聚，不容易加工成型，极大限制了石墨烯的应用，因此对其进行功能化改性就显得至关重要。目前常用的改性方法有非共价键功能化改性(π-π键相互作用、氢键相互作用、离子键相互作用、静电作用)及共价键功能化改性(碳骨架功能化、羟基功能化、羧基功能化、环氧基功能化、元素掺杂改性)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法。

本发明通过下面技术方案实现：

一种改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：将15-25份GO加入90-100份蒸馏水中，超声2.5-3.5h，将超声完的分散液倒入三口烧瓶，用磁力搅拌器在80-90℃条件下对其进行搅拌，并加入2-4份DDM，回流反应25-27h，趁热真空抽滤，用乙醇冲洗4-6次，将抽滤得到的产物置于真空烘箱于40-45℃干燥，干燥后对滤饼进行研磨得GO-DDM；将EP和固化剂分别置于真空烘箱中于105-115℃干燥13-15h进行预处理除去其中的气泡和水分；将10-20份GO-DDM分散在75-85份丙酮溶液中，超声振荡2.5-3.5h，超声时加入冰块以防止超声仪中的水温升高，加入25-35份EP，继续超声振荡1.5-2.5h，将超声完毕的烧杯放置在50-60℃的环境中用机械搅拌器搅拌11-13h，使体系中的丙酮基本挥发，再将烧杯置于50-60℃的真空烘箱中17-19h以确保丙酮完全除去，向烧杯加入8-10份环氧固化剂，用机械搅拌器以450r/min的转速搅拌15-20min，充分搅拌后放入真空烘箱中40-50min除去EP中的气泡，脱泡完毕后将EP倒入四氟乙烯模具中固化成型，25-35℃固化25-27h，冷却即得；各原料均为重量份。

优选地，所述的制备方法中，用磁力搅拌器在85℃条件下对其进行搅拌。

优选地，所述的制备方法中，回流反应26h。

优选地，所述的制备方法中，将抽滤得到的产物置于真空烘箱于42℃干燥。

优选地，所述的制备方法中，将EP和固化剂分别置于真空烘箱中于110℃干燥14h。

优选地，所述的制备方法中，将超声完毕的烧杯放置在55℃的环境中用机械搅拌器搅拌12h。

优选地，所述的制备方法中，将烧杯置于55℃的真空烘箱中18h。

优选地，所述的制备方法中，机械搅拌器以450r/min的转速搅拌18min。