[發(fā)明專(zhuān)利]一種超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201510848103.8 | 申請(qǐng)日： | 2015-11-27 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN106810710B | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-06-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姜煒;周帥;謝覃;王玉姣;劉杰;周翔;張寧;郁榴華;錢(qián)丹林;劉丹陽(yáng);戴夢(mèng)杰;姜寬;李鳳生 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 南京理工大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C08L75/04 | 分類(lèi)號(hào)： | C08L75/04;C08J9/40;C08K9/06;C08K3/04 |
| 代理公司： | 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203 | 代理人： | 鄒偉紅;朱顯國(guó) |
| 地址： | 210094 *** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 聚氨酯海綿 超疏水 石墨烯 三甲氧基硅烷 丙基 巰基 制備 超疏水改性 超聲分散 復(fù)合海綿 混合溶液 密閉反應(yīng) 水接觸角 水熱合成 氧化石墨 分散液 還原劑 海綿 浸潤(rùn) | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的制備方法。所述海綿是將氧化石墨超聲分散形成分散液，之后加入(3?巰基丙基)三甲氧基硅烷溶液，攪拌后混合均勻，然后將聚氨酯海綿浸潤(rùn)于混合溶液后，密閉反應(yīng)得到超疏水石墨烯/聚氨酯海綿。本發(fā)明以(3?巰基丙基)三甲氧基硅烷作為超疏水改性劑和還原劑，通過(guò)水熱合成制得水接觸角高達(dá)160°的超疏水復(fù)合海綿。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是涉及一種超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的制備方法，屬于超疏水復(fù)合材料研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)
超疏水材料可廣泛應(yīng)用于防水涂層、油污處理、流體減阻、抑菌等領(lǐng)域，因此超疏水材料在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，超疏水復(fù)合材料制備過(guò)程中還存在許多亟待解決的問(wèn)題。一方面，傳統(tǒng)的制備超疏水材料方法，雖可以制得比較理想的超疏水結(jié)構(gòu)，但制備工藝條件要求苛刻，且耗能大，難以規(guī)模化應(yīng)用。另一方面，雖可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單的工藝制備得到超疏水材料，但其水接觸角往往難以達(dá)到超疏水要求，限制了其在各領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)制備工藝簡(jiǎn)單、疏水性能優(yōu)良的環(huán)境友好型復(fù)合已成當(dāng)今重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
聚氨酯海綿因其低密度、開(kāi)孔率高、價(jià)格低廉、易于改性而在塊體材料中備受關(guān)注。Liu Jun等(Chem.Eng.J.2016，284， 478-486)簡(jiǎn)單地將聚氨酯海綿浸泡在二氧化硅/氧化石墨的乙醇-水溶液中，制備出多孔、疏水、耐用的三元復(fù)合海綿，但功能化海綿水接觸角僅為145°，無(wú)法滿足行業(yè)內(nèi)的超疏水要求。Yi Li等(ACS Appl.Mater.Interfaces 2013，5，10018-10026)將經(jīng)乙醇洗滌并干燥過(guò)的聚氨酯海綿，浸泡到氧化石墨烯的水溶液中，制備出還原氧化石墨烯包覆的聚氨酯海綿，但反應(yīng)過(guò)程使用氨水和水合肼作為 pH調(diào)節(jié)劑和還原劑，有毒有害。同時(shí)，制備的復(fù)合海綿水接觸角僅有127°，遠(yuǎn)達(dá)不到超疏水要求。Qi He(J.Appl.Polym.Sci. 2013，130，3530-3536)等首先將氧化石墨制備成酰胺化的氧化石墨烯，然后將制備的海綿浸泡到功能化氧化石墨烯的環(huán)己烷和乙醇混合溶液中，最后制備得水接觸角高達(dá)159°的復(fù)合海綿。但制備要經(jīng)歷氧化石墨烯的功能化和海綿功能化兩個(gè)過(guò)程，工藝復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的制備方法。
本發(fā)明解決上述目的所采用的技術(shù)方案是：
一種超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的制備方法，將氧化石墨(GO)超聲分散形成分散液，之后加入MPS((3-巰基丙基)三甲氧基硅烷)溶液，混合后攪拌均勻，然后將聚氨酯海綿浸泡于混合溶液后，移至反應(yīng)釜中，于90-100℃下密閉反應(yīng)，并在不高于50℃下真空干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海綿。
上述步驟中，分散液中氧化石墨的濃度為1-5mg/mL。
上述步驟中，按質(zhì)量比計(jì)算，GO∶MPS為0.3∶1-30∶1。
上述步驟中，反應(yīng)時(shí)間為4-8h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明的超疏水石墨烯/聚氨酯海綿水接觸角高達(dá)160°，屬于超疏水材料。
(2)所述GO分散液、MPS溶液和聚氨酯海綿通過(guò)一步反應(yīng)，以MPS作為超疏水改性材料和還原劑，經(jīng)密閉反應(yīng)得到超疏水石墨烯/聚氨酯海綿，制備工藝簡(jiǎn)單高效，成本低廉。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明超疏水石墨烯/聚氨酯海綿制備方法流程圖。
圖2為制備的超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的拉曼光譜圖。
圖3為制備的超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的掃描電鏡圖。
圖4為制備的超疏水石墨烯/聚氨酯海綿的水接觸角圖。
具體實(shí)施方式
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