[發明專利]一種用于聚醚砜材料的改性氧化石墨烯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811033583.2
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109181307A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張慧;張羽
• 申請（專利權）人: 四川力智久創知識產權運營有限公司
• 主分類號: C08L81/06
• 分類號: C08L81/06;C08K9/04;C08K3/04
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了用于聚醚砜材料的改性氧化石墨烯材料及其制備方法，利用電場的極化作用，使石墨分子在氧化過程中，活性基團大多接枝在沿電場線的方向上，實現了活性基團的有序性，同時，添加改性劑，使氧化石墨烯表面接枝大量與聚醚砜相容性更好的基團，從而使改性后的氧化石墨烯其與聚醚砜材料的相容性更好，該改性氧化石墨烯材料用于聚醚砜材料的改性，能顯著的提高聚醚砜材料的各項性能，使改性后的聚醚砜材料能適用于更多領域。

技術領域

本發明涉及石墨烯材料領域，具體涉及一種用于聚醚砜材料的改性氧化石墨烯材料及其制備方法。

背景技術

氧化石墨烯是石墨烯的氧化材料，具有和石墨烯相似的平面結構，由于表面含有大量的活性基團，如羥基(-OH)、環氧基[-C(O)C-]、羰基(-C＝O)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)等，所以氧化石墨烯與大多數材料都具有較好的相容性，且其具有與石墨烯相似的性能，能顯著改善多種材料的各項性能，是目前最好的通用復合改性材料之一，在復合材料領域得到廣泛使用。聚醚砜材料屬于現今使用最為廣泛的高分子材料之一，也是運用氧化石墨烯材料進行改性較多的材料之一。經研究發現，現有的氧化石墨烯材料雖然已能顯著增加聚醚砜的多種性能，但是由于現有方法制備得到的氧化石墨烯上活性基團的無序性和單一性，導致氧化石墨烯材料與聚醚砜材料的相容性并未達到最好，同時，無序的活性基團與聚醚砜的鍵接，會導致聚醚砜鏈柔性下降，降低了氧化石墨烯增強聚醚砜復合材料的韌性，從而使聚醚砜復合材料的應用受限。

發明內容

本發明的目的在于克服現有氧化石墨烯的與聚醚砜材料相容性差、活性基團無序的缺陷，提供一種用于聚醚砜材料的改性氧化石墨烯材料及其制備方法；本發明利用電場的極化作用，使石墨分子在氧化過程中，活性基團大多接枝在沿電場線的方向上，實現了活性基團的有序性，同時，添加改性劑，使氧化石墨烯表面接枝大量與聚醚砜相容性更好的基團，從而使改性后的氧化石墨烯其與聚醚砜材料的相容性更好，該改性氧化石墨烯材料用于聚醚砜材料的改性，能顯著的提高聚醚砜材料的各項性能，使改性后的聚醚砜材料能適用于更多領域。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種用于聚醚砜材料的改性氧化石墨烯材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）、將石墨粉加入混合酸溶液中攪拌混合得第一懸濁液；

（2）、將第一懸濁液置入平行電場中，加入高錳酸鉀粉末，加熱攪拌，得第二懸濁液；

（3）、將第二懸濁液冷卻至室溫后，加入過氧化氫溶液和鹽酸溶液，得到第三懸濁液；

（4）、將第三懸濁液用去離子水洗滌、濾干后，加入50%的乙醇水溶液進行分散，得到第四懸濁液；

（5）、在第四懸濁液中加入改性劑，加熱反應完成后，得到第五懸濁液；

（6）、將第五懸濁液用去離子水洗滌、離心分離，得到沉淀物；

（7）、將沉淀物在恒溫條件下進行真空干燥，得到用于聚醚砜材料的改性氧化石墨烯。

其中，步驟（1）中所述混合酸溶液由質量百分數濃度為45%的硫酸溶液和質量百分數濃度為35%的硝酸溶液混合而成；所述的混合酸對石墨分子的氧化作用好，得到的氧化石墨烯中環氧基和羥基占比更大，與改性劑的鍵接能力更強。

優選的，所述的硫酸溶液和硝酸溶液的體積比為1︰1；優選的比例對石墨的氧化作用更好，得到的氧化石墨烯性分子上環氧基和羥基數量更多，與改性劑的鍵接能力更強。

優選的，所述石墨粉和混合酸溶液的質量體積比（g︰ml）為2︰100；優選的比例對石墨的氧化作用更好，得到的氧化石墨烯中環氧基和羥基占比更大，與改性劑的鍵接能力更強。