[发明专利]基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法及其复合物的超组装制备方法

说明书

本发明提供了一种基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法，具有这样的特征，包括以下步骤：将自微孔聚合物与碳纳米管加入到有机溶剂中，超声15～30分钟，得到碳纳米管分散液。本发明还提供了一种基于自微孔聚合物的碳纳米管复合物的超组装制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，用旋转蒸发仪蒸除上述碳纳米管分散液中的有机溶剂，所得残留物即碳纳米管复合物；步骤二，将碳纳米管复合物转入研钵中，先进行手工研磨，再用三辊研磨机在特定研磨工艺下将其研磨成特定尺寸的碳纳米管复合物成品。

技术领域

本发明属于机高分子领域，具体涉及一种基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法及其复合物的超组装制备方法。

背景技术

碳纳米管是一种具有六边形结构完美连接的一维纳米材料，具有优异的力学、电学和化学性能。常见的碳纳米管的直径为2～100nm，长度为10～200μm。由于碳纳米管之间存在较强的范德华力，导致单壁或多壁碳纳米管容易发生团聚、缠绕或打结，无法均匀分散，从而制约了碳纳米管的使用。

孙晓妍等关于《碳纳米管的分散性研究》指出：碳纳米管具有独特的结构和优异的物理化学性能，但碳管间易相互缠绕而发生团聚。碳纳米管在基体中的分散性对其发挥功能性有重要影响。目前碳纳米管的分散方法主要包括机械分散法、超声处理法、表面修饰法、氮掺杂、超临界流体膨胀法、接枝法、电场诱导法等。

郑伟玲关于《聚苯乙炔包覆多壁碳纳米管的制备及其分散性》的研究，用苯乙炔合成聚苯乙炔(PPA)，对多壁碳纳米管进行纯化、氧化，然后将多壁碳纳米管与PPA一起在甲苯中超声分散。结果显示氧化多壁碳纳米管已被PPA包覆且能够稳定分散于甲苯溶液中，一个多月不沉降。分别采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱、酸碱滴定、拉曼光谱分析氧化后多壁碳纳米管的结构变化。利用高分辨透射电镜(HRTEM)分别观察纯化、氧化、PPA包覆多壁碳纳米管的分散情况。

发明内容

本发明是为了解决上述碳纳米管易团聚难分散的技术缺陷而进行的，目的在于提供一种基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法及其复合物的超组装制备方法。

本发明提供了一种基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法，具有这样的特征，包括以下步骤：将自微孔聚合物与碳纳米管加入到有机溶剂中，超声15～30分钟，得到碳纳米管分散液，其中，自微孔聚合物的结构通式为：

R为甲基、乙基、正丙基以及正丁基中的任意一种。

在本发明提供的基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法中，还可以具有这样的特征：其中，自微孔聚合物与碳纳米管的质量比为1：(0.5～2.0)。

在本发明提供的基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法中，还可以具有这样的特征：其中，有机溶剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、乙腈中的一种或多种。

本发明提供了一种基于自微孔聚合物的碳纳米管复合物的超组装制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，用旋转蒸发仪蒸除碳纳米管分散液中的有机溶剂，所得残留物即碳纳米管复合物；步骤二，将碳纳米管复合物转入研钵中，先进行手工研磨，再用三辊研磨机在特定研磨工艺下将其研磨成特定尺寸的碳纳米管复合物成品，其中，碳纳米管分散液为利用上述基于自微孔聚合物的碳纳米管分散方法制备得到的碳纳米管分散液。

在本发明提供的基于自微孔聚合物的碳纳米管复合物的超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，特定研磨工艺为：三辊研磨机的后轴间距d1为150μm，前轴间距d2为100μm，转速80～160rpm；三辊研磨机的后轴间距d1调整为80μm，前轴间距d2调整为50μm，转速80～160rpm；三辊研磨机的后轴间距d1调整为30μm，前轴间距d2调整为20μm，转速80～160rpm；三辊研磨机的后轴间距d1调整为10μm，前轴间距d2调整为5μm，转速80～160rpm。