[发明专利]一种NR-CNF-CNT导电纳米复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明属于高分子复合导电材料领域，公开了一种NR‑CNF‑CNT导电纳米复合材料及其制备方法和应用。该复合材料采用下列方法制备得到：a.CNF悬浮液的制备；b.CNF‑CNT纳米杂化物的制备；c.NR‑CNF‑CNT导电纳米复合材料的制备。该复合材料可用于制备柔性导电材料，具有较好的应用前景。

主权项

1.一种天然橡胶(NR)‑纤维素纳米纤丝（CNF）‑碳纳米管(CNT)导电纳米复合材料，其特征在于该复合材料采用下列方法制备得到：a. CNF悬浮液的制备；b. CNF‑CNT纳米杂化物的制备；c. NR‑CNF‑CNT导电纳米复合材料的制备；其中，步骤a中CNF悬浮液的制备方法包括以下步骤：（1）取质量分数40~70%的硫酸加热搅拌，使温度维持在45±1℃，然后取粉碎的脱脂棉10g~50g，缓慢加入硫酸中，持续搅拌30~50分钟；（2）加入去离子水终止酸水解反应，将所得悬浮液用蒸馏水反复漂洗后转移至透析袋中透析至pH值为7；（3）取上述悬浮液，在500~1000w功率下超声粉碎90~150分钟，即制得CNF悬浮液；步骤b中CNF‑CNT纳米杂化物的制备方法包括以下步骤：（1）称取适量先前准备好的CNF悬浮液，CNF占NR质量的1~5%，稀释至400ml，超声处理5~10min，功率为500~1000W，使其均匀分散；（2）在CNF悬浮液中加入CNT粉末，CNT为NR质量的1~15%，经过机械搅拌后，调节pH值为8，超声处理10~60min，功率为500~1000W，得到CNF‑CNT纳米杂化物悬浮液；步骤c中NR‑CNF‑CNT导电纳米复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）称取NR溶液并稀释到100ml，NR含量为4~6%，经过磁力搅拌后加入CNF‑CNT杂化物悬浮液中；（2）对混合液剧烈地机械搅拌，并加入以下比例的硫化试剂，以NR质量为100%计，硫磺为0.2~5%、硬脂酸为3~7%、氧化锌为5~10%、促进剂DM为0.3~0.5%、促进剂CZ为1~3%和防老剂4010为1~3%，形成均匀混合的溶液；（3）滴加50~150ml浓度为1mol/l的硫酸溶液，使得混合溶液形成沉淀；（4）用蒸馏水洗涤固体沉淀数次以除去表面杂质，干燥；（5）将干燥过后的复合材料切片，并在平板硫化机上通过模具热压成型，时间为5~10min，温度为145±5℃，压力为5~10MPa，最终制得NR‑CNF‑CNT导电纳米复合材料。