[發(fā)明專利]一種氧化石墨烯/甲殼型液晶高分子納米復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210582859.9
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN102993461A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 景瑩;湯慧;武培怡
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K3/04;C08L101/12;C09C1/46;C09C3/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種分子量可控的甲殼型液晶高分子修飾的氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

（1）制備末端含疊氮基的分子量可控的甲殼型液晶高分子

采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法，制備末端含有疊氮基的甲殼型液晶高分子，通過控制分子量分別制備不具有液晶性的高分子和具有液晶性的高分子；

對于合成不具有液晶性的高分子，在舒?zhèn)惪似恐屑尤?.4-3.0克甲殼型液晶單體、0.0115-0.0863克溴化亞銅低價(jià)過渡金屬鹽、0.0136-0.102克N,N,N’,N’’,N’’-五甲基二乙烯基三胺絡(luò)合劑，即PMDETA、0.0188-0.141克3-疊氮基乙基-2-溴異丁酸酯引發(fā)劑，即AEBiB和2.0-15.0毫升氯苯溶劑；經(jīng)過三次凍融循環(huán)，封閉舒?zhèn)惪似浚?0-90^oC反應(yīng)24-48小時(shí)；反應(yīng)特定時(shí)間后，將聚合管放在液氮中終止反應(yīng)；聚合物在甲醇中沉淀除去未反應(yīng)的單體；

對于合成具有液晶性的高分子，在舒?zhèn)惪似恐屑尤?0.8-6.0克甲殼型液晶單體，溴化亞銅0.0019-0.0091克，PMDETA?0.0017-0.0106克，AEBiB?0.0024-0.0147克，氯苯4.0-25.0毫升；經(jīng)過三次凍融循環(huán)，封閉舒?zhèn)惪似浚?0-90^oC反應(yīng)24-60小時(shí)；反應(yīng)特定時(shí)間后，將聚合管放在液氮中終止反應(yīng)，聚合物在甲醇中沉淀除去未反應(yīng)的單體；

（2）制備炔基修飾的氧化石墨烯?

氧化石墨烯通過經(jīng)典的Hummers方法制備，將140-500毫克氧化石墨烯加入到40-140毫升二氯亞砜中，再加入0.5-1.5毫升二甲基甲酰胺作為催化劑，60-80^oC反應(yīng)24個(gè)小時(shí)，對氧化石墨烯的羧基進(jìn)行酰化反應(yīng)，活化氧化石墨烯片層上的羧基；反應(yīng)結(jié)束后，旋蒸掉未反應(yīng)的二氯亞砜；將固體物質(zhì)放在40-50^oC的真空烘箱中24小時(shí)，然后溶解在二甲基甲酰胺中；向上述溶液中緩慢加入0.28-1.0克炔丙醇和8.1-29.0毫升無水三乙胺的混合物，并在冰水浴中攪拌1-2個(gè)小時(shí)，再60-80^oC反應(yīng)24個(gè)小時(shí)；得到的固體反復(fù)用四氫呋喃和水洗滌，除去未反應(yīng)的炔丙醇；將洗滌后的固體放在45-50^oC的真空烘箱中24-48小時(shí)，得到炔基修飾的氧化石墨烯；

（3）制備甲殼型液晶高分子接枝的氧化石墨烯

采用Click反應(yīng)，在舒?zhèn)惪似恐屑尤?0-80毫克炔基修飾的氧化石墨烯，0.2-0.6克不具液晶性質(zhì)的甲殼型液晶高分子或者0.5-1.5克具有液晶性的甲殼型液晶高分子，?0.0024-0.0072克溴化亞銅催化劑，0.0028-0.0084克PMDETA絡(luò)合劑和20-50毫升的二甲基甲酰胺；三次凍融循環(huán)后，反應(yīng)在25-90^oC進(jìn)行24-48小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，把兩種高分子接枝的氧化石墨烯固體分別在四氫呋喃中反復(fù)洗滌，除去未接枝的高分子；最后把得到的液晶修飾的氧化石墨烯固體放在60-70^oC的真空烘箱中24小時(shí)。

2.一種以分子量可控的甲殼型液晶高分子修飾的氧化石墨烯為填料的納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

將5-10克的甲殼型液晶高分子溶解在裝有50-60毫升苯甲醚的舒?zhèn)惪似恐校粚?.0041-0.0082克偶氮二異丁腈引發(fā)劑溶解在40-60微升的苯甲醚中，并注入舒?zhèn)惪似恐校唤?jīng)過三次凍融循環(huán)，將舒?zhèn)惪似糠饪冢?0-90^oC反應(yīng)5-8小時(shí)；將反應(yīng)在液氮中終止；向上述體系中加入四氫呋喃稀釋，然后在甲醇中沉淀聚合物，除去未反應(yīng)的單體；聚合物在60^oC真空烘箱中干燥24-48小時(shí)；?

以上述方法制得的PMPCS作為納米復(fù)合材料的基體，以權(quán)利要求1所述方法制得的甲殼型液晶高分子接枝的氧化石墨烯作為納米復(fù)合材料的填料；將填料加入到PMPCS基體中，得到共混物，填料的加入量為共混物重量的0.2%到10%；共混物在甲醇中沉淀得到納米復(fù)合物固體，固體放在60^oC真空烘箱中干燥24-48小時(shí)，即得到所需的納米復(fù)合材料。

3.由權(quán)利要求2所述方法制備得到的以分子量可控的甲殼型液晶高分子修飾的氧化石墨烯為填料的納米復(fù)合材料。