[发明专利]一种还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料改性PI耐磨薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料改性PI耐磨薄膜的制备方法。具体涉及的还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合物通过热固法成功制备出改性PI复合材料制备方法，还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合物改性PI复合材料制备方法，包括以下步骤：(1)制备氧化石墨，(2)将步骤(1)中的氧化石墨烯和一定量的葡萄糖一水合物、氯化铝六水合物和氯酸钠加入到聚四氟乙烯内衬高压釜中通过水热反应合成还原氧化石墨烯/纳米氧化铝前驱体复合材料，(3)将步(2)得到的还原氧化石墨烯/纳米氧化铝前驱体复合材料在气氛炉中以550℃进行煅烧得到还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合物，(4)将步骤(3)还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料按一定比例加入到PI中成功制备出耐磨薄膜。本发明的制备方法成品耐磨性能好、制备效率高、且环保性好。

技术领域

本发明涉及摩擦学领域，特别是涉及一种还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料改性PI耐磨薄膜的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是一种优良的高分子材料，由于其优异的材料性能、高的机械强度、可接受的耐磨性、在一定条件下的耐磨性和良好的热稳定性。无机纳米粒子的加入被证明是改善PI基体热、力学和摩擦学性能的有效途径。在聚合物基体中添加纳米粒子以增强摩擦学性能是非常重要的，当这种新型纳米材料在未来经济、常规地制备时，这一领域将变得非常有前景。氧化石墨烯(GO)具有独特的二维纳米层结构，易于形成转移膜。因此，氧化石墨烯也被用作基础润滑材料的填料，以改善其摩擦磨损性能。为了获得更好的摩擦磨损性能，同时满足某些特定的要求，对复合纳米材料提出了更高的要求。RGO可以提供合适的平台来承载或功能化，氧化石墨烯与金属基纳米粒子的结合研究也有很大的研究前景。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种成品耐磨性能好、制备效率高、且环保性好的一种还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料改性PI耐磨薄膜的制备方法。

本发明所采用的技术方案是:还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合物改性PI复合材料制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化石墨；

(2)将步骤(1)中的氧化石墨烯和一定量的葡萄糖一水合物、氯化铝六水合物和氯酸钠加入到聚四氟乙烯内衬高压釜中通过水热反应合成还原氧化石墨烯/纳米氧化铝前驱体复合材料；

(3)将步(2)得到的还原氧化石墨烯/纳米氧化铝前驱体复合材料在气氛炉中以550℃进行煅烧得到还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合物；

(4)将步骤(3)还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料按一定比例加入到PI中成功制备出耐磨薄膜。

所述的一种还原氧化石墨烯/纳米氧化铝复合材料改性PI耐磨薄膜的制备方法：步骤(1)中，预氧化石墨的制备:按质量称取浓硫酸（98%）、过硫酸钾、五氧化二磷后搅拌均匀，再称取石墨粉加入到上述混合溶液继续搅拌至均匀后，水浴反应4.5h，待混合液冷却后加入去离子水，静置后过滤，洗涤除去产物中残留酸等杂质再至于烘箱中干燥后得到预氧化石墨。对预氧化石墨进行深度氧化:将预氧化石墨和硝酸钠加入到浓硫酸（98%）中，保持温度低于5˚C并在高速搅拌下缓慢加入适量高锰酸钾，随后将混合物料快速升温至35˚C保持反应1h后加入100ml去离子水稀释，再将混合溶液温度提升至90˚C并保持15min，将上述混合溶液倒入到300ml去离子水中并加入双氧水，溶液变为亮黄色，静置1h后用10%的盐酸水溶液进行抽滤、离心，直至滤液中检测不到硫酸根离子（用氯化钡检测硫酸根离子），然后将滤饼分散在少量去离子水中形成凝胶状液体后进行冰冻，最后经过冷冻干燥后获得氧化石墨气凝胶。