[发明专利]一种基于巯烯化学反应制备氧化石墨烯接枝碳纤维的方法

摘要

本发明公开一种基于巯烯化学反应制备氧化石墨烯接枝碳纤维的方法，具体包括：首先用双氧水对碳纤维表面进行氧化处理，然后在氧化处理碳纤维表面引入含巯基硅烷偶联剂，将得到的巯基功能化碳纤维与巯基功能化氧化石墨烯、二乙烯基醚类化合物混合，在紫外光照射下引发巯烯化学反应，最终得到氧化石墨烯接枝碳纤维。本发明反应步骤简单可控，反应条件温和，符合绿色环保的要求。碳纤维在接枝氧化石墨烯后，其表面粗糙度明显增加，同时与基体树脂的润湿性有显著的提高，有利于改善复合材料的界面性能，进而提高复合材料的整体力学性能。

主权项

1.一种基于巯烯化学反应制备氧化石墨烯接枝碳纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将4g碳纤维放入50～150mL质量百分比溶度为30％的双氧水中，然后在50～80℃油浴条件下反应1～3小时，将所得产物用去离子水清洗4遍，置于110℃真空干燥箱中干燥24小时，即得到氧化处理碳纤维；第二步：将4g氧化处理碳纤维放入到圆底烧瓶中，加入50～150mL体积比为95:5的乙醇与含巯基硅烷偶联剂混合溶液，用乙酸调节溶液pH至4～6，然后在60～80℃油浴条件下反应6～8小时，反应结束后产物用乙醇和去离子水混合溶液清洗4遍，置于100℃真空干燥箱中干燥24小时，即可得到巯基功能化碳纤维；第三步：将0.2g氧化石墨烯加入到10～40mL的体积比为95:5的乙醇与含巯基硅烷偶联剂混合溶液中，用乙酸调节溶液pH至4～6，室温下超声波处理30～60分钟，然后在60～80℃油浴条件下反应4～6小时，将所得产物用乙醇和去离子水混合溶液清洗4遍，然后在100℃真空干燥箱中干燥24小时，即可得到巯基功能化氧化石墨烯；第四步：将2g巯基功能化碳纤维和0.2g巯基功能化氧化石墨烯放入圆底烧瓶中，加入40～100mL的二甲基乙酰胺，室温下超声波处理30～60分钟，然后加入0.1～0.5g二乙烯基醚类化合物和0.01～0.1g的光引发剂，采用波长为365nm的紫外光照射10～30分钟，反应完毕后抽滤并用二甲基乙酰胺清洗4遍，在110℃真空干燥箱中干燥48小时，即可得到氧化石墨烯接枝碳纤维。