[發明專利]一種單壁碳納米管接枝改性聚[2,5-二羥基-1,4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法

有效

• 申請號: 201110429634.5
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102516540A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 胡楨;黃玉東;李翠云;唐培毅;孫少凡;姚宇環
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;D01F6/78
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

1.一種單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法，其特征在于單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法是通過以下步驟實現的：

一、對單壁碳納米管進行羧基化處理，得羧基化單壁碳納米管；

二、羧基化單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]：a、將五氧化二磷加至磷酸中，攪拌溶解得多聚磷酸溶液，其中五氧化二磷與磷酸的質量比為1∶1～2；b、將步驟一得到的羧基化單壁碳納米管加入a步驟制備的多聚磷酸溶液中，攪拌0.5～2小時，得羧基化單壁碳納米管分散液，步驟一得到的羧基化單壁碳納米管與a步驟制備的多聚磷酸溶液的質量比為1∶50～1000；c、將聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]與甲磺酸混合攪拌4～24小時，得聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]溶液，其中聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]與甲磺酸的質量比為1∶20～100；d、將b步驟得到的羧基化單壁碳納米管分散液與c步驟得到的聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]溶液按照質量比為1∶1～2的比例混合，然后在100℃～180℃溫度下攪拌反應12～48小時，得反應產物，將反應產物水洗后干燥，得羧基化單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]。

2.根據權利要求1所述的一種單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法，其特征在于步驟一中采用如下步驟對單壁碳納米管進行羧基化處理：一、向混酸中加入單壁碳納米管，然后在100℃下攪拌反應24小時，冷卻得混合物，其中，混酸為濃HNO₃與濃H₂SO₄按體積比為1∶3，單壁碳納米管質量與混酸體積的比例為1g∶45mL～50mL；二、向步驟一得到的混合物中加入蒸餾水，攪拌30分鐘后，通過0.22μm的微孔濾膜抽濾，然后用蒸餾水潤洗濾餅，直至過濾器下端濾出液體的pH值呈中性，然后將濾餅在90℃下真空烘干，得到羧基化單壁碳納米管。

3.根據權利要求1或2所述的一種單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法，其特征在于步驟二的c步驟中所述的聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的制備方法如下：a、在氮氣氣氛下，向質量分數為80％～84％的五氧化二磷的多聚磷酸溶液中加入2，5-二羥基對苯二甲酸、2，3，5，6-四氨基吡啶鹽酸鹽單體和二氯化錫，攪拌均勻得混合物A，然后將混合物A在60℃～80℃下加熱攪拌反應12～36小時，得混合物B，其中，2，5-二羥基對苯二甲酸和2，3，5，6-四氨基吡啶鹽酸鹽單體的摩爾比為1∶1，二氯化錫與2，5-二羥基對苯二甲酸的質量比為0.001～0.01∶1，2，5-二羥基對苯二甲酸、2，3，5，6-四氨基吡啶鹽酸鹽單體和二氯化錫的總質量與多聚磷酸溶液的質量比為0.05～0.25∶1；b、將a步驟得到的混合物B升溫至100℃～120℃，然后加入五氧化二磷，再保溫攪拌反應4～8小時，得混合物C，其中，加入的五氧化二磷與a步驟中2，5-二羥基對苯二甲酸的摩爾比為1∶0.67～1；c、將b步驟得到的混合物C升溫至140℃～160℃，然后保溫反應3～5小時，再升溫至180℃～200℃，保溫反應3～5小時，得反應產物，然后再將反應產物冷卻至室溫后，水洗至中性，再在60～100℃下真空干燥12～48小時，得聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]。

4.根據權利要求3所述的一種單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法，其特征在于步驟二的c步驟中所述的聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的制備方法的a步驟中二氯化錫與2，5-二羥基對苯二甲酸的質量比為0.002～0.006∶1。

5.根據權利要求3或4所述的一種單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法，其特征在于步驟二的c步驟中所述的聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的制備方法的c步驟中將b步驟得到的混合物C升溫至150℃，然后保溫反應5小時，再升溫至180℃，保溫反應5小時，得反應產物。

6.根據權利要求1或2所述的一種單壁碳納米管接枝改性聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑]的方法，其特征在于步驟二的a步驟中磷酸濃度為85％。