[發明專利]一種可紫外光還原氧化石墨烯復配材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811294167.8
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109485850A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 代曉青;段力群;王德榮;張波;張中威;董璐;徐暢;馬林建;陳萬祥;熊自明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08K9/12;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/22
• 代理公司: 南京鼎傲知識產權代理事務所(普通合伙) 32327
• 代理人: 王晶

本發明公開了一種可紫外光還原氧化石墨烯復配材料及其制備方法，材料由氧化石墨烯、二氧化鈦和聚多巴胺組成，整體呈絮狀，氧化石墨烯片層上搭載了納米二氧化鈦，聚多巴胺增強了氧化石墨烯和納米二氧化鈦之間的連接。本發明的復配材料在紫外光照射3.5h和4.5h后，其D峰和G峰的峰強度之比I_D/I_G由0.821升高到0.831和0.899，其氧：鈦從7.24降至7.10和4.64。本發明的復配物在與T?31環氧固化劑混合均勻后，固化劑與環氧E?51以1:4的比例混合，復配物在占混合物總質量0.4%時，其澆鑄體的拉伸強度達到41.47MPa，拉伸模量達到6.92GPa，彎曲強度達到71.93MPa，彎曲模量達3.41GPa，斷裂伸長率達到2.05%。

技術領域

本發明涉及聚合物復合材料制備技術領域，具體為一種可紫外光還原氧化石墨烯復配材料及其制備方法。

背景技術

石墨烯具有優異的力學、光學、電磁學、熱學等性能，具有非常大的潛力和廣闊的前景。但是，結構完整的石墨烯層間存在較強的范德華力作用，且表面呈化學惰性，極易團聚，嚴重阻礙了它在液相中的分散，不利于復合材料的制備。氧化石墨烯是石墨烯的一種前軀體，其結構中含有大量的羥基、羧基、環氧基等含氧官能團，使得氧化石墨烯片層之間π-π范德華作用力降低，其表面上的官能團能有效提高其與高分子基體間的界面結合力。

石墨烯在增強聚合物復合材料力學、導電及熱學性能方面具有很大的潛力，但石墨烯片的堆疊、團聚及無序排列等問題依然嚴重制約著石墨烯復合材料的發展。

充分利用氧化石墨烯較好的分散性，將其制成聚合物基復合材料的功能改性組分，使氧化石墨烯能夠在聚合物基復合材料中最大限度的發揮其優異的力、熱、光、電、聲、磁等性能，賦予石墨烯復合材料較高的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可紫外光還原氧化石墨烯復配材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種可紫外光還原氧化石墨烯復配材料,材料由氧化石墨烯、二氧化鈦和聚多巴胺組成，整體呈絮狀，氧化石墨烯片層上搭載了納米二氧化鈦，聚多巴胺增強了氧化石墨烯和納米二氧化鈦之間的連接。

優選的，制備方法包括以下步驟：

A、將氧化石墨烯粉末或氧化石墨烯水溶液分散在純水溶液中，配成1.0 mg/mL的分散液100mL，生物破碎超聲1h；

B、將500mg的二氧化鈦加入到氧化石墨烯分散液中，繼續隔絕外部光線室溫攪拌4h，得到混合分散液；

C、將200mg多巴胺鹽酸鹽在攪拌條件下加入到步驟B的混合分散液中，滴加二乙烯三胺5ml，以調節反應溶液 PH值，隔絕外部光線攪拌12h，得到分散液；

D、將經過步驟C獲得的分散液以8500轉/分鐘離心30分鐘后，水洗離心3次，收集固體，凍干獲得可紫外光還原氧化石墨烯復配材料。

優選的，所述步驟B中攪拌速率為800轉/分。

優選的，所述步驟C中攪拌速率為1600轉/分。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明的復配材料在紫外光照射3.5h和4.5h后，其D峰和G峰的峰強度之比I_D/I_G由0.821升高到0.831和0.899，其氧：鈦從7.24降至7.10和4.64。本發明的復配物在與T-31環氧固化劑混合均勻后，固化劑與環氧E-51以1:4的比例混合，復配物在占混合物總質量0.4%時，其澆鑄體的拉伸強度達到41.47MPa，拉伸模量達到6.92GPa，彎曲強度達到71.93MPa，彎曲模量達3.41GPa，斷裂伸長率達到2.05%。

附圖說明