[發(fā)明專(zhuān)利]一種酰胺基高分子聚合物/碳納米管復(fù)合物及其共混式超組裝制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011314081.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112442277B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔彪;李繼超;楊波;高翔;李勇;劉方彪;王丹勇;魏化震
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院新材料研究所;山東非金屬材料研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08L87/00
• 分類(lèi)號(hào): C08L87/00;C08K3/04;B02C4/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明涉及一種酰胺基高分子聚合物/碳納米管復(fù)合物及其共混式超組裝制備方法，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。共混式超組裝制備方法為：將酰胺基高分子聚合物與碳納米管按照一定質(zhì)量比加入到適當(dāng)有機(jī)溶劑中，超聲15～30分鐘后蒸除有機(jī)溶劑得到酰胺基聚合物/碳納米管超組裝復(fù)合物粗品。再將復(fù)合物粗品轉(zhuǎn)入研缽中，手工研磨成細(xì)小顆粒。最后用三輥研磨機(jī)在特定的研磨工藝下將其研磨成特定尺寸區(qū)間的超組裝復(fù)合物。本發(fā)明在不對(duì)碳納米管結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧化破壞的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)酰胺基高分子聚合物與碳納米管的質(zhì)量比、三輥研磨機(jī)的軸間距和研磨時(shí)間，可得到特定組成和特定尺寸區(qū)間的酰胺基高分子聚合物/碳納米管超組裝復(fù)合物，具有較大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種酰胺基高分子聚合物/碳納米管復(fù)合物及其共混式超組裝制備方法。

背景技術(shù)

公開(kāi)該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

碳納米管是一種具有六邊形結(jié)構(gòu)，且完美連接的一維納米材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。常見(jiàn)的碳納米管的直徑為2～100nm，長(zhǎng)度為10～200μm。由于碳納米管之間存在較強(qiáng)的范德華力，導(dǎo)致碳納米管易發(fā)生團(tuán)聚、纏繞或打結(jié)，從而限制了碳納米管在樹(shù)脂體系中的分散，制約著碳納米管力學(xué)性能的發(fā)揮。

某些經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，含有特定主鏈和側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子聚合物，如聚苯乙撐系列聚合物，其聚合物主鏈的π-結(jié)構(gòu)可與碳納米管形成較強(qiáng)的范德華力，從而鏈狀吸附或纏繞吸附在碳納米管上。聚合物側(cè)鏈的烷基或烷氧基可將碳納米管環(huán)“環(huán)抱”住，從而使碳納米管與碳納米管之間隔離開(kāi)來(lái)，有助于實(shí)現(xiàn)碳納米管的分散。此外，由于高分子聚合物的參與，使得碳納米管被高分子聚合物包裹而大大改善了溶解性，有助于實(shí)現(xiàn)碳納米管的的溶液分散和力學(xué)加工。目前可用于碳納米管分散的高分子聚合物種類(lèi)較少，也限制了碳納米管復(fù)合物的開(kāi)發(fā)種類(lèi)。因此，研發(fā)具有類(lèi)似聚苯乙撐系列聚合物性能的、結(jié)構(gòu)新穎的高分子聚合物，并切實(shí)用于碳納米管復(fù)合物的制備和性能研究，具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有碳納米管易團(tuán)聚、難分散的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種基于酰胺基高分子聚合物，及其碳納米管復(fù)合物的共混式超組裝制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種酰胺基高分子聚合物/碳納米管復(fù)合物的共混式超組裝制備方法，包括：

將含酰胺基基團(tuán)的高分子聚合物與碳納米管加入到有機(jī)溶劑中，使其分散均勻，得到酰胺基高分子聚合物對(duì)碳納米管的分散液；蒸除有機(jī)溶劑，得到自微孔聚合物/碳納米管超組裝復(fù)合物粗品；

將所述自微孔聚合物/碳納米管超組裝復(fù)合物粗品研磨成顆粒，再采用三輥研磨機(jī)將其研磨成特定尺寸區(qū)間的超組裝復(fù)合物；

所述特定尺寸區(qū)間是指：復(fù)合物的直徑在0.1～10μm，長(zhǎng)度在20μm以上。

本發(fā)明在不對(duì)碳納米管結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧化破壞的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)酰胺基高分子聚合物與碳納米管的質(zhì)量比、三輥研磨機(jī)的軸間距和研磨時(shí)間，可得到特定組成和特定尺寸區(qū)間的酰胺基高分子聚合物/碳納米管超組裝復(fù)合物，具有較大的應(yīng)用潛力。

本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了任一上述的方法制備的酰胺基高分子聚合物/碳納米管復(fù)合物。

本發(fā)明的共混式碳納米管超組裝復(fù)合物制備方法操作簡(jiǎn)單，工藝易控制。

本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了上述的酰胺基高分子聚合物/碳納米管復(fù)合物在儀器設(shè)備、醫(yī)療器械、武器裝備領(lǐng)域中的應(yīng)用。

由于本發(fā)明制備的共混式碳納米管超組裝復(fù)合物分散性良好、制備方法簡(jiǎn)單，因此，有望在儀器設(shè)備、醫(yī)療器械、武器裝備領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果在于：