[发明专利]一种石墨烯可控接枝热敏聚合物复合材料的制备方法

摘要

一种石墨烯可控接枝热敏聚合物复合材料的制备方法，包括：（1）聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与提纯；（2）巯基化聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与提纯；（3）氧化石墨烯的制备；（4）2,4-甲苯二异氰酸酯功能化石墨烯的制备；（5）石墨烯接枝热敏聚合物复合材料的制备：利用功能化石墨烯表面异氰酸酯基（—NCO）与巯基化N-异丙基丙烯酰胺大分子链末端巯基的点击化学反应制备石墨烯接枝聚N-异丙基丙烯酰胺。本发明操作简单、反应时间短、接枝率高。所获得的产品可用于制备具有温度敏感性功能的膜材料、高压液相色谱的填料、温度控制凝胶的渗透色谱、合成模拟生物活性的纤维胶原蛋白、易用冷水除去的皮肤粘附带、温度敏感的增稠剂等。

主权项

 一种石墨烯可控接枝热敏聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将单体N‑异丙基丙烯酰胺、二硫代苯甲酸苄 、引发剂置于50 mL圆底烧瓶中，向烧瓶中加入20 mL的四氢呋喃溶液，震荡使其完全溶解后于70℃油浴氮气保护装置中反应24 h，反应完后，用沉淀剂将聚合物沉淀出来并除去聚合物中的四氢呋喃和剩余的链转移剂得到纯净的聚N‑异丙基丙烯酰胺产物；（2）将N‑异丙基丙烯酰胺置于100 mL的圆底烧瓶中，加入四氢呋喃溶液和还原剂，震荡摇匀后于室温无水无氧条件下反应48 h，得巯基化聚N‑异丙基丙烯酰胺；（3）将干燥好的鳞片石墨加入到硝酸钾和浓酸的混合物中，超声混合均匀，冰水浴中搅拌并缓慢加入氧化剂，随之体系温度升至35～45℃，高速搅拌6 h；随之缓慢加入蒸馏水，体系升温至60～80℃并反应半小时；再向体系中加入蒸馏水和双氧水并反应5分钟，得到亮黄色的氧化石墨烯母液，蒸馏水离心洗涤pH=6～8，得到纯净的氧化石墨烯，在其中加入分散剂，超声混合均匀，即得到氧化石墨烯凝胶；（4）称取氧化石墨烯和2,4‑甲苯二异氰酸酯分散在无水甲苯中,超声30 min混合均匀，在无水无氧氮气保护90℃恒温油浴条件下反应12 h，反应粗产物用溶剂洗去氧化石墨烯表面物理吸附的2,4‑甲苯二异氰酸酯，用离心的方法分离2,4‑甲苯二异氰酸酯功能化石墨烯，产物真空干燥24 h；（5）将三乙胺溶于无水四氢呋喃中，然后将异氰酸酯功能化氧化石墨烯与巯基化聚N‑异丙基丙烯酰胺混合于含三乙胺的无水四氢呋喃中，超声20 min混合均匀，将混匀的溶液至于无水无氧室温条件下反应18 h，粗产物用大量的无水THF洗去石墨烯表面物理吸附的聚合物，离心，真空干燥，得热敏可控石墨烯复合材料。