一种插层石墨烯改性导电聚苯胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，它是由下述重量份的原料组成的：石墨烯70‑80、N‑乙基对甲苯磺酰胺1‑2、聚乙烯醇4‑5、乙二胺四乙酸二钠锌0.6‑1、苯胺25‑30、过氧化二苯甲酰0.6‑0.7、硬脂酸钙2‑3、聚合物插层溶液10‑15。本发明专利技术以插层分散液为溶剂，以苯胺为单体，在引发剂作用下聚合，得到插层石墨烯改性聚苯胺溶液，通过该反应，实现了插层石墨烯在聚苯胺间的分散相容性，不仅赋予了成品材料稳定的导电性，而且提高了成品聚苯胺材料的力学稳定性。

Intercalated graphene modified conductive polyaniline and preparation method thereof

The invention discloses an intercalated graphene modified conductive polyaniline, which is composed of graphene 70 80, N ethyl p-toluene sulfonamide 1 2, polyvinyl alcohol 4 5, ethylenediaminetetraacetic acid disodium zinc 0.6 1, aniline 25 30, benzoyl peroxide 0.6 0.7, calcium stearate 2 3, polymer, etc. Intercalated solution 10 to 15. In the invention, the intercalated graphene Modified Polyaniline solution is obtained by polymerization of the intercalated dispersing solution with aniline as monomer and initiator. By this reaction, the dispersion compatibility between the intercalated graphene and polyaniline is realized, which not only gives the finished material stable conductivity, but also improves the finished polyaniline material. Mechanical stability.

【技术实现步骤摘要】
一种插层石墨烯改性导电聚苯胺及其制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种插层石墨烯改性导电聚苯胺及其制备方法。
技术介绍
石墨烯出色的物理性能，促使了其在高分子材料领域中的研究与应用，人们总是努力地尝试将石墨烯与聚合物制成复合材料，试图通过石墨烯来改进聚合物的导电、导热及其他特殊的性能；从导电机理的角度，导电聚合物可大致分为两大类第一类是复合型导电聚合物，是指聚合物为基体，与各种导电性填料（如金属粉末、导电炭黑、石墨等）通过共混、层压等复合方法而制得的具有一定导电能力的材料。第二类是结构型导电聚合物，也叫本征型导电聚合物，是指聚合物本身或经掺杂处理后具有导电功能的聚合物材料。这类导电聚合物一般为共轭型聚合物，如聚吡啶、聚苯胺等都属于此类；石墨烯独特的结构赋予其诸多优异的性能，如力学性能、热学性能、电学性能及光学性能等。在力学性能方面，石墨烯是目前世界上硬度与强度最高的物质，其硬度比钻石还坚硬，极限强度达到130GPa，拉伸模量达到1.01TPa，是钢铁的300倍，石墨烯经过一定的功能化改性后，可提高其在不同环境中的溶解、分散及相容性，拓展了其在不同的领域的研究与应用。由于石墨烯具有优异的力学、电学、热学与光学等性能，与聚合物复合后，可得到性能极大改善的一类新型纳米复合材料，可用作抗静电、导电等用途的材料，极大地拓展了聚合物的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种插层石墨烯改性导电聚苯胺及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，它是由下述重量份的原料组成的：石墨烯70-80、N-乙基对甲苯磺酰胺1-2、聚乙烯醇4-5、乙二胺四乙酸二钠锌0.6-1、苯胺25-30、过氧化二苯甲酰0.6-0.7、硬脂酸钙2-3、聚合物插层溶液10-15。所述的聚合物插层溶液是由下述重量份的原料组成的：甲酰胺30-40、过硫酸铵0.8-1、二丙酮醇4-6、十二烷基三甲基氯化铵1-2、苯并三氮唑0.3-1。所述的聚合物插层溶液的制备方法包括以下步骤：（1）取苯并三氮唑，加入到二丙酮醇中，搅拌均匀，在50-60℃下保温搅拌10-14分钟，得酮醇溶液；（2）取过硫酸铵，加入到其重量10-20倍的去离子水中，搅拌均匀；（3）取甲酰胺、十二烷基三甲基氯化铵混合，加入到混合料重量5-7倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后加入酮醇溶液，保温搅拌3-4小时，出料，即得所述聚合物插层溶液。所述的插层石墨烯改性导电聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：（1）取石墨烯，加入到浓度为96-98%的硫酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，将沉淀水洗，磨成细粉，与硬脂酸钙混合，在55-60℃下保温搅拌20-30分钟，得有机石墨烯；（2）取N-乙基对甲苯磺酰胺，加入到其重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机石墨烯，超声3-5分钟，得石墨烯酰胺溶液；（3）取过氧化二苯甲酰，加入到其重量3-5倍的异丙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；（4）取聚乙烯醇，加入到上述石墨烯酰胺溶液中，搅拌均匀，加入聚合物插层溶液，升高温度为35-40℃，保温搅拌2-3小时，得插层石墨烯溶液；（5）取苯胺，加入到上述插层石墨烯溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，出料，得插层石墨烯改性聚苯胺溶液；（6）取乙二胺四乙酸二钠锌，加入到上述插层石墨烯改性聚苯胺溶液中，超声10-20分钟，过滤，将沉淀水洗，真空80-90℃下干燥1-2小时，即得所述插层石墨烯改性导电聚苯胺。本专利技术的优点：本专利技术以甲酰胺为单体，过硫酸铵为引发剂，十二烷基三甲基氯化铵为插层剂，在氮气作用下共混聚合，得到聚合物插层溶液，之后将活化的石墨烯采用N-乙基对甲苯磺酰胺水溶液分散，以聚合物插层溶液对其进行插层改性，之后再以该插层分散液为溶剂，以苯胺为单体，在引发剂作用下聚合，得到插层石墨烯改性聚苯胺溶液，通过该反应，实现了插层石墨烯在聚苯胺间的分散相容性，不仅赋予了成品材料稳定的导电性，而且提高了成品聚苯胺材料的力学稳定性。具体实施方式实施例1一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，它是由下述重量份的原料组成的：石墨烯70、N-乙基对甲苯磺酰胺1、聚乙烯醇4、乙二胺四乙酸二钠锌0.6、苯胺25、过氧化二苯甲酰0.6、硬脂酸钙2、聚合物插层溶液10。所述的聚合物插层溶液是由下述重量份的原料组成的：甲酰胺30、过硫酸铵0.8、二丙酮醇4、十二烷基三甲基氯化铵1、苯并三氮唑0.3。所述的聚合物插层溶液的制备方法包括以下步骤：（1）取苯并三氮唑，加入到二丙酮醇中，搅拌均匀，在50℃下保温搅拌10分钟，得酮醇溶液；（2）取过硫酸铵，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀；（3）取甲酰胺、十二烷基三甲基氯化铵混合，加入到混合料重量5倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后加入酮醇溶液，保温搅拌3小时，出料，即得所述聚合物插层溶液。所述的插层石墨烯改性导电聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：（1）取石墨烯，加入到浓度为96%的硫酸溶液中，浸泡1小时，过滤，将沉淀水洗，磨成细粉，与硬脂酸钙混合，在55℃下保温搅拌20分钟，得有机石墨烯；（2）取N-乙基对甲苯磺酰胺，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机石墨烯，超声3分钟，得石墨烯酰胺溶液；（3）取过氧化二苯甲酰，加入到其重量3倍的异丙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；（4）取聚乙烯醇，加入到上述石墨烯酰胺溶液中，搅拌均匀，加入聚合物插层溶液，升高温度为35℃，保温搅拌2小时，得插层石墨烯溶液；（5）取苯胺，加入到上述插层石墨烯溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4小时，出料，得插层石墨烯改性聚苯胺溶液；（6）取乙二胺四乙酸二钠锌，加入到上述插层石墨烯改性聚苯胺溶液中，超声10分钟，过滤，将沉淀水洗，真空80℃下干燥1小时，即得所述插层石墨烯改性导电聚苯胺。实施例2一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，它是由下述重量份的原料组成的：石墨烯80、N-乙基对甲苯磺酰胺2、聚乙烯醇5、乙二胺四乙酸二钠锌1、苯胺30、过氧化二苯甲酰0.7、硬脂酸钙3、聚合物插层溶液15。所述的聚合物插层溶液是由下述重量份的原料组成的：甲酰胺40、过硫酸铵1、二丙酮醇6、十二烷基三甲基氯化铵2、苯并三氮唑1。所述的聚合物插层溶液的制备方法包括以下步骤：（1）取苯并三氮唑，加入到二丙酮醇中，搅拌均匀，在60℃下保温搅拌14分钟，得酮醇溶液；（2）取过硫酸铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；（3）取甲酰胺、十二烷基三甲基氯化铵混合，加入到混合料重量7倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后加入酮醇溶液，保温搅拌4小时，出料，即得所述聚合物插层溶液。所述的插层石墨烯改性导电聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：（1）取石墨烯，加入到浓度为98%的硫酸溶液中，浸泡2小时，过滤，将沉淀水洗，磨成细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：石墨烯70‑80、N‑乙基对甲苯磺酰胺1‑2、聚乙烯醇4‑5、乙二胺四乙酸二钠锌0.6‑1、苯胺25‑30、过氧化二苯甲酰0.6‑0.7、硬脂酸钙2‑3、聚合物插层溶液10‑15。

【技术特征摘要】
1.一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：石墨烯70-80、N-乙基对甲苯磺酰胺1-2、聚乙烯醇4-5、乙二胺四乙酸二钠锌0.6-1、苯胺25-30、过氧化二苯甲酰0.6-0.7、硬脂酸钙2-3、聚合物插层溶液10-15。2.根据权利要求1所述的一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，其特征在于，所述的聚合物插层溶液是由下述重量份的原料组成的：甲酰胺30-40、过硫酸铵0.8-1、二丙酮醇4-6、十二烷基三甲基氯化铵1-2、苯并三氮唑0.3-1。3.根据权利要求2所述的一种插层石墨烯改性导电聚苯胺，其特征在于，所述的聚合物插层溶液的制备方法包括以下步骤：（1）取苯并三氮唑，加入到二丙酮醇中，搅拌均匀，在50-60℃下保温搅拌10-14分钟，得酮醇溶液；（2）取过硫酸铵，加入到其重量10-20倍的去离子水中，搅拌均匀；（3）取甲酰胺、十二烷基三甲基氯化铵混合，加入到混合料重量5-7倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后加入酮醇溶液，保温搅拌3-4小时，出料，即得...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建武，
申请(专利权)人：温州市赢创新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33