[發明專利]一種氧化石墨烯對玻璃微纖維膜斷裂強度的增強技術

在審

• 申請號: 201910234464.1
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN111747724A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 耿宏章;耿文銘;朱慶霞
• 申請（專利權）人: 碳星科技（天津）有限公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C04B14/02;C04B14/42;C04B111/76
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本發明公開了一種氧化石墨烯對玻璃微纖維膜斷裂強度的增強技術。本發明以各種打漿度（細度）的微纖維玻璃棉和短切化纖等為成膜材料，氧化石墨烯為填充劑，通過共混法制備氧化石墨烯/玻璃微纖維膜。玻璃微纖維膜本身斷裂強度低，因此氧化石墨烯的加入大大改善了膜的斷裂強度等性能。氧化石墨烯/玻璃微纖維膜的制備方法和工藝流程簡單易操作，成本低，制備出的膜性能優異，延長了膜的使用壽命，可用于超薄低溫新材料等工業化領域。

技術領域

本發明屬于改性玻璃微纖維膜的斷裂強度的技術領域，涉及一種超薄、低溫、絕熱的氧化石墨烯/玻璃微纖維膜的斷裂強度的增強技術。

背景技術

液氧、液氮、液氬、液氨、液態乙烯、液態二氧化碳、液化天然氣（LNG）等在工業、農業、國防、科研、民生等領域發揮著重要的作用，但它們在運輸或輸送過程中需要保持低溫狀態，也就是需要高效低溫絕熱材料。然而，現有的低溫絕熱材料存在強度低、易斷裂等缺陷，它會影響后續生產、導致產品使用壽命降低，從而限制了低溫絕熱材料的發展和應用。為了克服這一缺點，我們需要對膜進行改性來提高膜的斷裂強度性能，從而提高產品的應用價值。

氧化石墨烯作為新興的二維納米材料，具有優異的光電特性和機械特性，被越來越多的關注，由于其邊緣和表面存在的諸多含氧官能團而使其比較輕松的分散在多種常用溶劑中，除此之外，氧化石墨烯還具有很強的界面潤濕性，可以附著于其他物質表面，提升界面特性和機械強度。

玻璃微纖維膜的改性方法主要有共混改性和表面改性兩種方法。其中共混改性由于其操作簡單成本低等優點被廣泛應用。共混法制備玻璃微纖維膜是通過加入氧化石墨烯填料來提高膜的斷裂強度性能。氧化石墨烯因其優異的機械性能已作為納米填料提高膜的各種性能。

發明內容

本發明的目的是通過共混法制備一種性能優異的氧化石墨烯/玻璃微纖維膜，該膜具有良好的絕熱性、絕緣性、抗拉伸性和斷裂強度高等優點。

本發明的技術方案如下：

一種氧化石墨烯/玻璃微纖維膜的制備是以玻璃微纖維為基質成膜材料，氧化石墨烯為增強填料，通過共混法制備而成的氧化石墨烯/玻璃微纖維膜。

上述氧化石墨烯/玻璃微纖維膜的制備可分為以下步驟：

（1）一定濃度的氧化石墨烯水分散液的制備

首先利用改進Hummers法制備氧化石墨烯，然后配制一定濃度的氧化石墨烯水分散液備用；

（2）氧化石墨烯/玻璃微纖維膜的制備

首先按比例稱取一定量的短切化纖和微纖維玻璃棉，將其分散于一定質量分數的PH=3的酸性氧化石墨烯水分散液中，攪拌一段時間后，再用水浴超聲分散一定的時間得到均勻的鑄膜液，量取一定量的鑄膜液經真空抽濾得到濾膜，然后將濾膜放到烘箱中進行干燥處理，得到氧化石墨烯/玻璃微纖維膜；

（3）膜斷裂強度測試

將制備好的氧化石墨烯/玻璃微纖維膜制備成測試樣條，通過電子單纖維強力儀測試斷裂強度。通過測試方法中的斷裂強力法，在一定隔距和速度下測量拉伸得到伸長-強力曲線，從而得到膜斷裂強度，來表征膜斷裂性能的好壞。

本發明的主要創新點：

（1）加入新型的二維氧化石墨烯納米填料，通過共混法制備高強度的氧化石墨烯/玻璃微纖維膜；

（2）通過電子單纖維強力儀中的斷裂強力法測得膜的伸長-強力曲線來表征膜的斷裂性能的好壞。

本發明的有益技術效果為：本發明的一種氧化石墨烯/玻璃微纖維膜，加入具有優良機械性能的氧化石墨烯改性玻璃微纖維膜的性質，通過共混法制備了各項性能優異的氧化石墨烯/玻璃微纖維膜。

在膜制備過程中，隨著氧化石墨烯加入量的增大，膜的斷裂強度有明顯提高。