[發明專利]石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201611169406.8
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108203543B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 趙海超;覃松綠;邱詩惠;崔明君;陳誠;王立平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L79/02;C08K7/00;C08K3/04;C08G73/10
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于包括0.1wt%～50wt%石墨烯二維納米片、19.23wt%～76.81wt%聚酰亞胺、0.05wt%～25wt%聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子；所述聚苯胺納米纖維的直徑為10～300 nm、長度為0.5～5μm，所述聚苯胺納米粒子的粒徑為50～500 nm，并且至少部分聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子與石墨烯二維納米片通過物理方式結合形成復合物。

2.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料由石墨烯二維納米片、聚酰亞胺以及聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子復合形成。

3.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料中石墨烯二維納米片的含量為0.25wt%～10wt%。

4.根據權利要求3所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料中石墨烯二維納米片的含量為0.25wt%～1wt%。

5.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料包括0.25wt%～1wt%石墨烯二維納米片、65.38wt%～76.35wt%聚酰亞胺和0.25 wt%～1wt%聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子。

6.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述石墨烯二維納米片、聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子與聚酰亞胺的質量比為0.15：76.81～15：65.38。

7.根據權利要求6所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述石墨烯二維納米片、聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子與聚酰亞胺的質量比為0.25：76.35～1：71.15。

8.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述聚苯胺納米纖維的直徑為10～100 nm，長度為0.5～2 μm。

9.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述聚苯胺納米粒子的粒徑為100～200 nm。

10.根據權利要求1所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述聚酰亞胺包括縮聚型芳香聚酰亞胺。

11.根據權利要求10所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述聚酰亞胺由芳香型二胺與芳香型二酐原位聚合形成。

12.根據權利要求11所述的石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料，其特征在于：所述芳香型二胺包括4,4二氨基二苯醚、4,4二氨基聯苯或者3,4二氨基二苯醚，所述芳香型二酐包括均苯四甲酸二酐、二苯酮二酐、聯苯二酐或偏苯三酸酐。

13.權利要求1-12中任一項所述石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料的制備方法，其特征在于，包括：

將石墨烯粉體和/或石墨烯二維納米片與聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子在溶劑中混合，獲得石墨烯二維納米片的分散液；

將所述石墨烯二維納米片的分散液與芳香型二胺及芳香型二酐混合，并使芳香型二胺及芳香型二酐原位聚合形成聚酰胺預聚物/石墨烯復合物，之后將所述聚酰胺預聚物/石墨烯復合物于100℃～150℃加熱1h～4h，之后在200℃～300℃加熱1h～4h，使聚酰胺預聚物發生亞胺化反應，從而獲得石墨烯增強聚酰亞胺納米復合材料。

14.根據權利要求13所述的制備方法，其特征在于包括：將石墨烯粉體和/或石墨烯二維納米片與聚苯胺納米纖維和/或聚苯胺納米粒子在溶劑中混合，并進行超聲處理，獲得石墨烯二維納米片的分散液。