本发明专利技术属于高分子纳米复合材料合成技术领域，涉及偶氮聚酰亚胺及氧化石墨烯系列化合物的制备，特别涉及一种氧化石墨烯/偶氮聚酰亚胺复合热光材料的制备方法及应用。本发明专利技术先用对硝基苯胺和间苯二胺合成2,4-二氨基-4，-硝基偶氮苯生色分子，再将氧化石墨烯以乙二胺和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯（HATU）氨基化，然后将偶氮苯生色分子与氨基功能化的氧化石墨烯与均苯四甲酸二酐混合反应制得氧化石墨烯/偶氮聚酰亚胺复合热光材料，并将其应用于热光材料。本发明专利技术制备方法简便，可控性较高，复合热光材料分子中含有的偶氮基团、聚酰亚胺基团和聚合物分子中引入的氧化石墨烯纳米颗粒，提高了偶氮苯聚酰亚胺材料的热光性能和热稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子纳米复合材料合成
，设及偶氮聚酷亚胺及氧化石墨締 系列化合物的制备，特别设及一种氧化石墨締/偶氮聚酷亚胺复合热光材料的制备方法及 应用。
技术介绍
偶氮苯类化合物由于具有独特的光致顺反异构特性，在非线性光学材料、液晶及 光信息存储材料等许多领域都具有广泛的应用，近年来引起了研究者极大的关注。同时， 聚酷亚胺因为有着优异的耐福射、耐溶剂、耐热性、电光性能及机械性能，也被广泛应用在 航空航天、液晶、纳米、微电子、分离膜和激光等领域。如果将偶氮基团引入聚酷亚胺类聚合 物，能同时将偶氮化合物的光学性能和聚酷亚胺自身的性能相结合，得到具有明显的光响 应效应和电学性能的高分子化合物，因此目前对偶氮聚酷亚胺的合成及性能研究已成为 偶氮聚合物研究领域的热点。 自Geim等于2004年发现石墨締W来，许多科研人员都在研究石墨締应用和石墨 締基材料。石墨締由二维SP2杂化碳W六角晶格结构组成，其结构的扩展是构建其他重要同 素异形体的基础构建骨架，它可W堆叠形成=维石墨，卷曲形成一维碳纳米管，包裹形成零 维富勒締。石墨締的长范围n共辆使其具有优异性能，如热稳定性和热导率等；石墨締是 零带隙，一部分价带和导带发生重叠的半金属，具有完美的量子隧道效应、室溫半整数量子 霍尔效应和很强的二级电场效应，室溫下高载流子迁移率（1000 Ocm2VIs1)，低溫下迁移率 接近200000cm2VIs1;石墨締的白光吸光度为2. 3%，光反射率可W忽略不计（< 0. 1% ); 单层石墨締厚度为0. 335nm，是已知最薄的材料，其比表面积为2630m2g1。研究表明，在 365nm单色紫外光照射下，共价连接在氧化石墨締表面的偶氮苯基团发生快速的光致异构 化转变，且通过紫外光的照射，氧化石墨締-偶氮苯薄膜表现出快速可逆的光开关性能，开 关电流比大于8,响应时间小于500ms。 功能材料，2012:3484-3488,采用氧化石墨締还原法制备石墨締，通过溶液共混法 制备了石墨締增强聚酷亚胺复合材料；报道了石墨締/聚酷亚胺复合材料的力学和摩擦学 性能及摩擦学作用机制。结果表明，随着石墨締含量增加，复合材料的拉伸强度、断裂伸 长率和硬度均呈先上升后下降的趋势，而冲击强度呈先升高而后降低，再升高的趋势。当添 加1.Owt%的石墨締时，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值，分别比纯聚酷亚 胺提高了 149%和652%。石墨締的加入显著降低了聚酷亚胺复合材料的摩擦系数和磨损 率；随石墨締含量增加，复合材料的磨损率先下降后上升，而摩擦系数先显著降低，尔后平 缓减小。随载荷增加，复合材料的磨损率呈平缓下降的趋势；而随滑动速率增加，磨损率呈 上升趋势。 阳0化]Polymer, 2013, 54 (23) : 6415-6424，Hi曲Shength polyimide fibers with functionalized gra地ene，报道了一种高强度高模量纤维的PI/G0和PI/G0-0DA复合材 料，在聚合物基质中，经过原位聚合反应得到的聚酷亚胺纳米片有着优异的分散性和良好 的兼容性。在聚合物与纳米薄片中存在着较强的共价键和界面的相互作用，PI/GO-ODA纤维 比PI/GO纤维有着更高的增强率。实验通过原位聚合法将PI与GO-ODA键合起来，当GO-ODA 含量是0.Swt%时，PI/G0-0DA物理性质最优异，所测得的杨氏模量增加了 230 %，抗拉强度 提高了 212%。与此同时，由于石墨締独特性质的优势，PI/G0-0DA复合纤维的玻璃转化溫 度和热稳定性被大大提高。通过将氧化石墨締功能化，复合纤维的疏水性也被增强。所W， 通过原位聚合法进行功能化的纳米薄片是一种更有效的方法来提高纳米薄片在聚合物基 质中的兼容性与分子的分散性。 显然，氧化石墨聚合物纳米复合材料的整体性能优于主客体单独具有的性能，研 制具有一定特殊性能的氧化石墨締聚合物纳米复合材料成为近年来的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了制得具有良好热光性能的热光材料，公开了一种氧化石墨締 /偶氮聚酷亚胺复合热光材料的制备方法。 氧化石墨締/偶氮聚酷亚胺复合热光材料的制备方法，先用对硝基苯胺和间苯二 胺合成2, 4-二氨基-4'-硝基偶氮苯生色分子，再将氧化石墨締W乙二胺和2-(7-偶氮苯 并S氮挫）-N，N，N'，N' -四甲基脈六氣憐酸醋（HATU)氨基化，然后将偶氮苯生色分子与氨 基功能化的氧化石墨締与均苯四甲酸二酢混合反应制得氧化石墨締/偶氮聚酷亚胺复合 热光材料。 Hummers法制备得氧化石墨：在带有揽拌装置、回流冷凝管的250mLS口烧瓶中加 入23mL浓硫酸，在0-5°C的冰浴条件下放置20min，之后慢慢将Ig石墨粉加入浓硫酸中，再 将3g高儘酸钟均匀加入，在揽拌的情况下加入0. 5g的硝酸钢，稳定在15°CW内反应比，之 后并在35°CW内反应化；逐滴加入46mL的去离子水，保持溫度不超过98°C反应30min，之 后从水浴中取出，再加HOmL蒸馈水和IOmL30%双氧水混匀之后过夜，静置离屯、，用质量 分数5%盐酸对产物离屯、清洗，再用去离子水离屯、清洗2~3次至中性，得到混合液，60°C真 空干燥12h，粉碎，过100目筛，即得氧化石墨。 2, 4-二氨基-4'-硝基偶氮苯生色分子的制备：在带有揽拌装置、回流冷凝管的 250mL= 口烧瓶中，加入1. 3812g的对硝基苯胺，加入25ml的去离子水和2. 5ml的盐酸，之 后缓慢加入0. 69g的亚硝酸钢，在0~5°C的冰浴条件下揽拌比，抽滤，得到亮黄色的液体； 用碳酸钢调节抑在5~7,缓慢加入1. 0814g的间苯二胺，揽拌反应比，用蒸馈水洗涂至中 性，真空烘箱干燥，得到2, 4-二氨基-4'-硝基偶氮苯生色分子。分子结构如下： 2, 4-二氨基-4'-硝基偶氮苯生色分子结构 一种氧化石墨締/偶氮聚酷亚胺复合热光材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤A、在带有揽拌装置、回流冷凝管的反应容器中，加入氧化石墨和N，N-二甲 基甲酯胺值MF)，在20~60°C下超声分散0. 5~化，加入乙二胺和2-(7-偶氮苯并S氮 挫）-N，N，N'，N' -四甲基脈六氣憐酸醋（HATU)，在30~90°C下反应2~1化得到氨基功能 化的氧化石墨締；其中，所述氧化石墨与DMF的质量比为1:10~500,优选1:200 ;氧化石墨 与乙二胺的质量比为1:10~300,优选1:135 ;氧化石墨与HATU的质量比为1:0.Ol~0. 1， 优选1:0. 05 ;超声分散溫度优选30°C;超声分散时间优选Ih;反应溫度优选60°C;反应时 间优选6h;[001引步骤B、将2, 4-二氨基-4'-硝基偶氮苯生色分子溶于N-甲基化咯烧酬中，称取 均苯四甲酸二酢加入其中，在氮气气氛中揽拌0. 5~化，得到偶氮苯聚酷胺酸溶液；其中， 所述2, 4-二氨基-4'-硝基偶氮苯生色分子与N-甲基化咯烧酬的质量比为1:10~600， 优选1:300;偶氮苯生色分子与均苯四甲酸二酢的摩尔比是1:0. 96~1. 36,优选1:1. 12; 氮气气氛中揽拌时间优选Ih; 步骤C、向偶氮苯聚酷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化石墨烯/偶氮聚酰亚胺复合热光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A、在带有搅拌装置、回流冷凝管的反应容器中，加入氧化石墨和N,N‑二甲基甲酰胺DMF，在20～60℃下超声分散0.5～3h，加入乙二胺和2‑(7‑偶氮苯并三氮唑)‑N,N,N',N'‑四甲基脲六氟磷酸酯HATU，在30～90℃下反应2～10h得到氨基功能化的氧化石墨烯；其中，所述氧化石墨与DMF的质量比为1:10～500；氧化石墨与乙二胺的质量比为1:10～300；氧化石墨与HATU的质量比为1: 0.01～0.1；步骤B、将2,4‑二氨基‑4，‑硝基偶氮苯生色分子溶于N‑甲基吡咯烷酮中，称取均苯四甲酸二酐加入其中，在氮气气氛中搅拌0.5～5h，得到偶氮苯聚酰胺酸溶液；其中，所述2,4‑二氨基‑4，‑硝基偶氮苯生色分子与N‑甲基吡咯烷酮的质量比为1:10～600；偶氮苯生色分子与均苯四甲酸二酐的摩尔比是1:0.96～1.36；步骤C、向偶氮苯聚酰胺酸溶液中继续加入步骤A所制得的氨基功能化的氧化石墨烯，反应0.5～5h，随后加入甲苯，油浴加热至165℃～200℃保持1～4h，即得氧化石墨烯/偶氮聚酰亚胺复合热光材料；其中，所述氨基功能化的氧化石墨烯占偶氮苯生色分子和均苯四甲酸二酐总质量的0.2～3.2%；氨基功能化的氧化石墨烯与甲苯的质量比为1:50～200。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱凤仙，曹天林，笪祖林，杨冬亚，陈彩红，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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