一种复合材料的制备方法及复合材料技术

本发明专利技术涉及一种复合材料的制备方法及复合材料。该按质量份配比，该制备方法包括以下步骤：a、将0.3-0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，磁力搅拌后超声剥离；b、将100份的UHMWPE加入溶液中，磁力搅拌后超声剥离；c、干燥处理；d、将干燥物研磨粉碎；e、采用平板硫化机在5-10MPa压力下预压10-20min；f、电热风干处理；g、硫化处理并冷却。根据该方法制备的复合材料按质量份配比，包括0.3-0.5份的单层氧化石墨烯及100份的UHMWPE。这种复合材料的制备方法及复合材料，实现了提高UHMWPE的力学性能，提高了其硬度、抗拉性能以及摩擦磨损性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种复合材料的制备方法及复合材料。该按质量份配比，该制备方法包括以下步骤：a、将0.3-0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，磁力搅拌后超声剥离；b、将100份的UHMWPE加入溶液中，磁力搅拌后超声剥离；c、干燥处理；d、将干燥物研磨粉碎；e、采用平板硫化机在5-10MPa压力下预压10-20min；f、电热风干处理；g、硫化处理并冷却。根据该方法制备的复合材料按质量份配比，包括0.3-0.5份的单层氧化石墨烯及100份的UHMWPE。这种复合材料的制备方法及复合材料，实现了提高UHMWPE的力学性能，提高了其硬度、抗拉性能以及摩擦磨损性能。【专利说明】一种复合材料的制备方法及复合材料
本专利技术涉及一种复合材料的制备方法及复合材料，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，属于高分子材料
。
技术介绍
UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)是一种性能优异的热塑性工程材料，分子量通常150万在以上，比普通的聚乙烯高100倍，因此也叫超高分子量聚乙烯。UHMWPE具有较好的耐磨减磨性能、抗冲击性能、抗拉伸性能以及自润滑性能，广泛的应用于航空航天、国防军工、工业工程、医疗卫生等领域，是现在全球应用量最大的工程塑料之一。但是UHMWPE材料表面硬度低、强度低，因此传统的UHMWPE复合材料，多采用A1203、Si02、蒙脱土、高岭土、碳纳米管等作为填充物，但是这些填充物的力学性能较为一般，还有待进一步的改进提高，因此进一步提高其在力学方面的性能，对工业应用有重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的问题，提供一种复合材料的制备方法，其可提高UHMWPE的力学性能，提高其硬度、抗拉性能以及摩擦磨损性能。 本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现:一种复合材料的制备方法，按质量份配比，包括以下步骤: a、将0.3-0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，磁力搅拌后超声剥离；b、将100份的UHMWPE加入经过步骤a得到的溶液中，再次磁力搅拌后超声剥离；C、将经过步骤b得到的混合物完全干燥处理；d、将经过步骤c处理后的干燥物研磨粉碎；e、经过步骤d处理后，采用平板硫化机在5-10MPa压力下预压10_20min；f、经过步骤e处理后，热风风干处理；g、硫化处理并冷却。 进一步地，以上所述的复合材料的制备方法按质量份配比，包括以下步骤:a、将0.3-0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，以150_180r/min的转速磁力搅拌2小时，再将搅拌后的溶液置于超声波清洗机中超声剥离30分钟；b、将100份的UHMWPE加入经过步骤a得到的溶液中，以100_120r/min的转速磁力搅拌I小时，然后再置于超声波清洗机中超声剥离15-30分钟；C、将经过步骤b得到的混合物置于恒温水浴箱中，在60摄氏度下保温至其完全干燥；d、将经过步骤c处理后的干燥物置于球磨机中，以300-400r/min的转速粉碎2小时； e、经过步骤d处理后，采用平板硫化机在室温5-10MPa压力下预压10_20min；f、经过步骤e处理后，置于电热鼓风干燥箱中，风干温度200°C，风干时间2小时；g、用平板硫化机在10-15MPa室温下热压经过步骤f处理后的材料，直至材料冷却到室温，完成制备。 进一步地，按质量份配比，所述单层氧化石墨烯采用以下步骤制备:51:在40°C温度下，向46-92份浓度为98%的浓硫酸溶液中加入5_10份细鳞片石墨和0.75-1.5份高锰酸钾，连续搅拌90min后，反应产物用去离子水洗至中性，真空干燥后，在900°C下保温50-100秒，得到膨胀石墨；52:在冰浴环境下，向盛有42.3-84.6份浓度为98%的浓硫酸中加入0.5-1份硝酸钠、0.5-1膨胀石墨及1.5-3g高锰酸钾，在35°C下搅拌30min，然后加热升温98°C，加入46份-92份去离子水，搅拌15min，观察到混合物由黑色变为金黄色，用30_60ml的30%过氧化氢溶液中和剩余氧化剂，直至无气泡生成；53:用5%的稀盐酸溶液和去离子水分别洗涤多次，去除上层溶液得到稳定的分散液，真空干燥后得到所述单层氧化石墨烯。 进一步地，在步骤S3中，分别采用稀盐酸容易及去离子水洗涤3次。 进一步地，采用0.4份单层氧化石墨烯。 同时提供上述制备方法制备的一种复合材料。 该复合材料按质量份配比，包括0.3-0.5份的单层氧化石墨烯及100份的UHMWPE。 进一步地，所述单层氧化石墨烯的用量为0.4份。 本专利技术所述的复合材料的制备方法，按质量份配比，包括以下步骤:a、将0.3-0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，磁力搅拌后超声剥离；b、将100份的UHMWPE加入经过步骤a得到的溶液中，再次磁力搅拌后超声剥离；c、将经过步骤b得到的混合物完全干燥处理；d、将经过步骤c处理后的干燥物研磨粉碎；e、经过步骤d处理后，采用平板硫化机在5-10MPa压力下预压10-20min ;f、经过步骤e处理后，置于电热鼓风干燥箱中，风干温度200°C，风干时间2小时；g、硫化处理并冷却。根据该方法制备的复合材料按质量份配比，包括0.3-0.5份的单层氧化石墨烯及100份的UHMWPE。这种复合材料的制备方法及复合材料，实现了提高UHMWPE的力学性能，提高了其硬度、抗拉性能以及摩擦磨损性能。 【具体实施方式】 以下对本专利技术作进一步详细说明。 单层氧化石墨烯(Graphene Oxide),以下简称GO,是通过氧化还原反应制备出石墨烯的一种衍生物，它是在单层石墨烯二维结构上连接大量含氧官能团，如羧基、羰基、羟基等，具有较高的弹性模量、抗拉强度等力学性能。 本专利技术所述的一种复合材料的制备方法，按质量份配比，包括以下步骤:a、将0.3-0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，磁力搅拌后超声剥离；b、将100份的UHMWPE加入经过步骤a得到的溶液中，再次磁力搅拌后超声剥离；c、将经过步骤b得到的混合物完全干燥处理；d、将经过步骤c处理后的干燥物研磨粉碎；e、经过步骤d处理后，采用平板硫化机在5-10MPa压力下预压10-20min ;f、经过步骤e处理后，热风风干处理；g、硫化处理并冷却。 结合以下具体实施例进一步具体说明，实施例一:本专利技术实施例一所述的一种复合材料的制备方法，包括以下步骤:a、将0.3克单层氧化石墨烯加入79克无水乙醇中，以150r/min的转速磁力搅拌2小时，再将搅拌后的溶液置于超声波清洗机中超声剥离30分钟；其中无水乙醇与水的比重按0.79计算，即79ml的无水乙醇；b、将100克的UHMWPE加入经过步骤a得到的溶液中，以100r/min的转速磁力搅拌I小时，然后再置于超声波清洗机中超声剥离15分钟；C、将经过步骤b得到的混合物置于恒温水浴箱中，在60摄氏度下保温至其完全干燥；d、将经过步骤c处理后的干燥物置于球磨机中，以300r/min的转速粉碎2小时；e、经过步骤d处理后,采用平板硫化机在5MPa压力下预压1min；f、经过步骤e处理后，置于电热鼓风干燥箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料的制备方法，其特征在于，按质量份配比，包括以下步骤：a、将0.3‑0.5份单层氧化石墨烯加入79份无水乙醇中，磁力搅拌后超声剥离；b、将100份的UHMWPE加入经过步骤a得到的溶液中，再次磁力搅拌后超声剥离；c、将经过步骤b得到的混合物完全干燥处理；d、将经过步骤c处理后的干燥物研磨粉碎；e、经过步骤d处理后，采用平板硫化机在5‑10MPa压力下预压10‑20min；f、经过步骤e处理后，热风风干处理；g、硫化处理并冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪自丰，赵治安，陈国美，黄国栋，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32