[发明专利]高含量碳纳米管-氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了高含量碳纳米管‑氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法。其步骤为：首先通过改进的Hummers法制备表面含有羧基、羟基以及环氧基团的氧化石墨烯；其次在溶液中用物理混杂的方法制备GO‑MWCNTs杂化体；并采用溶液共混法制备GO/MWCNTs聚合物纳米复合材料。这种方法使MWCNTs和GO之间形成三维网络结构，有效地提高了碳纳米管的分散性，进而提高了其在聚合物基体中的加入量。用DMA Q800动态热机械分析仪测试其阻尼性能的变化。结果表明，添加GO‑MWCNTs杂化体的苯丙复合材料tanδ明显增加，其有效阻尼温域和高性能温域均向高温移动并拓宽。

主权项

1.一种高含量碳纳米管‑氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下原料：功能化的氧化石墨烯、多壁碳纳米管、苯丙乳液，经过有序步骤制备高含量碳纳米管‑氧化石墨烯聚合物复合材料，具体过程和步骤如下：（1）氧化石墨烯的制备冰水浴条件下，向反应器中加入膨胀石墨粉、高锰酸钾，调整转速；向反应器中分多次加入浓H2SO4、浓HNO3液混合液，持续搅拌，得到混合溶液；升温反应一段时间后，向反应器中加入去离子水；反应结束后，滴加H2O2溶液直至溶液变为亮黄色；经洗涤、干燥得到氧化石墨烯（2）氧化石墨烯‑碳纳米管杂化体的制备取（1）步骤制备的氧化石墨烯与适量的碳纳米管，加入到带有搅拌装置的反应器中；加入少量的对甲苯磺酸与N,N‑二甲基甲酰胺；反应结束后冷却至室温，洗涤至中性，干燥得到氧化石墨烯‑碳纳米管杂化体（3）苯丙乳液的制备a.原料配料准备称取适量的引发剂（过硫酸钾）配成溶液；称取少量的碳酸氢钠配成溶液；称取少量的聚乙烯醇配成溶液；乳化剂A（阴离子表面活性剂）；乳化剂B（非离子表面活性剂）；去离子水；苯乙烯；丙烯酸丁酯；甲基丙烯酸甲酯；氨水b.预乳液的制备将乳化剂A、乳化剂B、聚乙烯醇、去离子水、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸以及碳酸氢钠溶液加入到反应器中，快速搅拌得到预乳液c.种子乳液的制备往四口瓶中加入预乳液和引发剂水溶液，低速搅拌，升温，出现蓝光，得到种子乳液d.乳液聚合制得苯丙乳液向步骤c中制备的种子乳液中加入剩余部分的预乳液和引发剂；反应结束后，加入氨水调至弱碱性，得到苯丙乳液（4）聚合物纳米复合材料的制备称取适量的步骤（2）制取的氧化石墨烯‑碳纳米管杂化体于去离子水中超声分散，再称取一定量的（3）步骤制取的苯丙乳液加入，超声机械搅拌，放于模具中真空干燥。