[發明專利]一種石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410748760.0
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104479058A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 歐寶立;黃饒;王朝芝;肖琰;劉俊成
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C08F120/54
• 分類號: C08F120/54;C08F8/00;C08F8/34
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所 43209
• 代理人: 高紅旺

1.?一種石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將單體N-異丙基丙烯酰胺、二硫代苯甲酸芐?、引發劑置于50?mL圓底燒瓶中，向燒瓶中加入20?mL的四氫呋喃溶液，震蕩使其完全溶解后于70℃油浴氮氣保護裝置中反應24?h，反應完后，用沉淀劑將聚合物沉淀出來并除去聚合物中的四氫呋喃和剩余的鏈轉移劑得到純凈的聚N-異丙基丙烯酰胺產物；

（2）將N-異丙基丙烯酰胺置于100?mL的圓底燒瓶中，加入四氫呋喃溶液和還原劑，震蕩搖勻后于室溫無水無氧條件下反應48?h，得巰基化聚N-異丙基丙烯酰胺；

（3）將干燥好的鱗片石墨加入到硝酸鉀和濃酸的混合物中，超聲混合均勻，冰水浴中攪拌并緩慢加入氧化劑，隨之體系溫度升至35～45℃，高速攪拌6?h；隨之緩慢加入蒸餾水，體系升溫至60～80℃并反應半小時；再向體系中加入蒸餾水和雙氧水并反應5分鐘，得到亮黃色的氧化石墨烯母液，蒸餾水離心洗滌pH=6～8，得到純凈的氧化石墨烯，在其中加入分散劑，超聲混合均勻，即得到氧化石墨烯凝膠；

（4）稱取氧化石墨烯和2,4-甲苯二異氰酸酯分散在無水甲苯中,超聲30?min混合均勻，在無水無氧氮氣保護90℃恒溫油浴條件下反應12?h，反應粗產物用溶劑洗去氧化石墨烯表面物理吸附的2,4-甲苯二異氰酸酯，用離心的方法分離2,4-甲苯二異氰酸酯功能化石墨烯，產物真空干燥24?h；

（5）將三乙胺溶于無水四氫呋喃中，然后將異氰酸酯功能化氧化石墨烯與巰基化聚N-異丙基丙烯酰胺混合于含三乙胺的無水四氫呋喃中，超聲20?min混合均勻，將混勻的溶液至于無水無氧室溫條件下反應18?h，粗產物用大量的無水THF洗去石墨烯表面物理吸附的聚合物，離心，真空干燥，得熱敏可控石墨烯復合材料。

2.根據權利要求1所述的石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述引發劑為用無水乙醇純化偶氮二異丁腈，沉淀劑為正丁烷，N-異丙基丙烯酰胺、二硫代苯甲酸芐和偶氮二異丁腈的質量配比為4?g:0.07-0.13?g:0.6-0.12?g。

3.根據權利要求1所述的石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述還原試劑為硼氫化鈉的甲醇溶液，N-異丙基丙烯酰胺和硼氫化鈉的體積質量比為1?mL:20-35?g。

4.根據權利要求1所述的石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）所用的濃酸為濃硫酸，所用的氧化劑為高錳酸鉀，所用的分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，高錳酸鉀和鱗片石墨、硝酸鉀、濃硫酸的配比為6?g：1?g：1-1.6?g:30-60?mL。

5.根據權利要求1所述的石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所用的異氰酸酯為2,4-甲苯二異氰酸酯，所用溶劑為無水甲苯；

氧化石墨烯、2,4-甲苯二異氰酸酯和無水甲苯的配比為0.4?g:2.5-4?g：30-60?mL。

6.根據權利要求1所述的石墨烯可控接枝熱敏聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（5）中，三乙胺、無水四氫呋喃、2,4-異氰酸酯化氧化石墨烯、巰基化聚N-異丙基丙烯酰胺的配比為1-4?mL：20-35?mL：0.05?g：0.1?g。