[发明专利]一种GO@Py-PMMA-b-PDMS复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米复合材料，具体涉及一种GO@Py‑PMMA‑b‑PDMS复合材料及其制备方法，包括如下步骤：S1：将1‑芘甲醇和2‑溴‑2‑甲基丙酰溴混合，反应得到Py‑Br；S2：将Py‑Br与MMA、PMDETA、CuBr₂和Sn(EH)₂混合并在惰性氛围下发生聚合反应，得到Py‑PMMA‑Br；S3：将Py‑PMMA‑Br与PMDETA、CuBr₂和Sn(EH)₂混合，聚合反应得到Py‑PMMA‑b‑PDMS；S4：将Py‑PMMA‑b‑PDMS与GO通过共混法制备得到GO@Py‑PMMA‑b‑PDMS复合材料。与现有技术相比，本发明通过非共价功能化增强了聚甲基丙烯酸甲酯的性能。

技术领域

本发明涉及一种纳米复合材料，具体涉及一种GO@Py-PMMA-b-PDMS复合材料及其制备方法。

背景技术

氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物因其优异的力学性能、阻隔性和电学性能等特性，在材料改性领域引起了广泛关注，其丰富的表面官能团和高纵横比使其特别适合于聚合物的增强，增强效率取决于其分散性以及与聚合物之间的界面作用。为了促进氧化石墨烯更好的分散，利用超声波和高剪切混合直接进行物理分布，或对氧化石墨烯表面进行化学功能化以提高其与聚合物的相容性。氧化石墨烯的化学功能化包括共价和非共价键合，可进一步增强氧化石墨烯与各种聚合物之间的界面相互作用，并提高增强效率。然而，共价键不可避免地会破坏氧化石墨烯碳片上扩展的π-π共轭结构，使sp²碳杂化转化为sp³碳。

π-π相互作用是最吸引人的非共价相互作用之一，从某种意义上说，π系统的带负电和扩散的电子云在石墨烯纳米片和有机分子之间表现出有吸引力的相互作用。芘一般有很强的亲和力通过π-π堆积朝向石墨的基面。水溶性芘衍生物1-芘丁酸和丁酸丁二酰芘酯(PBSA)被报道可用于稳定石墨烯薄片，石墨烯与PBSA之间的π-π相互作用对石墨烯薄膜在可见光区的光学吸附影响很小，除了芘功能化，氧化石墨烯可以被聚苯胺和聚苯乙烯(PS)等共轭和芳香族聚合物非共价功能化。石墨烯纳米片是非共价的，用磺化聚苯胺改性，生成水溶性复合材料。一步改性石墨烯纳米片，制备出石墨烯分散均匀的导电石墨烯/PS纳米复合材料。因此，利用石墨烯薄片的π-π相互作用的非共价方法为石墨烯和GO的修饰提供了一种简便而非破坏性的方法。

石墨烯的一个重要的应用方向就是石墨烯/聚合物复合材料，但是二维石墨烯由于片层间存在较强的π-π相互作用和范德华力所以在聚合物基体中容易团聚而造成分散不均匀的现象，严重影响了石墨烯/聚合物复合材料的各项性能和发展；另一方面，大规模生产石墨烯非常困难且昂贵，技术不够成熟，由于石墨烯具有良好的导热性能，但其本身并不稳定，尽管通过使用CVD方法可以生产大量的石墨烯，但是无法在有氧环境中稳定存在是石墨烯巨大的缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种 GO@Py-PMMA-b-PDMS复合材料及其制备方法，合成了一种以芘为末端基团的 PMMA和PDMS组成的嵌段共聚物，芘部分通过π-π堆积与氧化石墨烯相互作用，形成Py-PMMA-b-PDMS嵌段共聚物嵌段共聚物，以促进GO颗粒在PMMA基体中分散，通过非共价功能化增强了聚甲基丙烯酸甲酯的性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面公开了一种GO@Py-PMMA-b-PDMS复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将1-芘甲醇和2-溴-2-甲基丙酰溴混合，反应得到Py-Br；

S2：将步骤S1反应得到的Py-Br与MMA、PMDETA、CuBr₂和Sn(EH)₂混合并在惰性氛围下发生聚合反应，得到Py-PMMA-Br；