一种石墨烯可控接枝热敏聚合物复合材料的制备方法，包括：（1）聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与提纯；（2）巯基化聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与提纯；（3）氧化石墨烯的制备；（4）2,4-甲苯二异氰酸酯功能化石墨烯的制备；（5）石墨烯接枝热敏聚合物复合材料的制备：利用功能化石墨烯表面异氰酸酯基（—NCO）与巯基化N-异丙基丙烯酰胺大分子链末端巯基的点击化学反应制备石墨烯接枝聚N-异丙基丙烯酰胺。本发明专利技术操作简单、反应时间短、接枝率高。所获得的产品可用于制备具有温度敏感性功能的膜材料、高压液相色谱的填料、温度控制凝胶的渗透色谱、合成模拟生物活性的纤维胶原蛋白、易用冷水除去的皮肤粘附带、温度敏感的增稠剂等。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括：（1）聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与提纯；（2）巯基化聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与提纯；（3）氧化石墨烯的制备；（4）2,4-甲苯二异氰酸酯功能化石墨烯的制备；（5）石墨烯接枝热敏聚合物复合材料的制备：利用功能化石墨烯表面异氰酸酯基（—NCO）与巯基化N-异丙基丙烯酰胺大分子链末端巯基的点击化学反应制备石墨烯接枝聚N-异丙基丙烯酰胺。本专利技术操作简单、反应时间短、接枝率高。所获得的产品可用于制备具有温度敏感性功能的膜材料、高压液相色谱的填料、温度控制凝胶的渗透色谱、合成模拟生物活性的纤维胶原蛋白、易用冷水除去的皮肤粘附带、温度敏感的增稠剂等。【专利说明】一种石墨稀可控接枝热敏聚合物复合材料的制备方法
本专利技术属于新材料
，涉及。
技术介绍
石墨烯((^￡￠116116)是构成其他碳纳米材料的基本单元，其之所以能成为构成其他碳纳米材料基本单元的原因是石墨烯是一种具有邓2杂化轨道的二维蜂窝状晶体结构的碳单层材料，这就使其不但可以通过折叠方式形成零维的富勒烯，而且可以通过卷曲的形式来形成为一维的碳纳米管，甚至还可以形成三维状的金刚石和石墨。石墨烯在热学、力学、光学和电学方面的表现尤为突出，例如:具有仅为0.35 11111理论厚度，高达2600 一乂―1理论比表面积；此外，还具有非凡的导电性能(30000?)、光学性能以及室温下高速的电子迁移率(15000 非线性应力，石墨烯膜表现出二、三阶段应变弹性指数分别为340 和690断裂强度为42相当于由于1 杨氏模量。石墨烯优越的性能吸引了研究者的眼球，成为当前研究的热点之一。 热敏材料是一种对温度变化敏感的高分子材料，最常见的热敏材料是聚化异丙基丙烯酰胺。仁杰等人提出了一种温敏性可降解接枝共聚物的制备方法，以化异丙基丙烯酰胺与其他亲水性单体的共聚物为亲水性主链，以可降解聚酯为疏水性支链。李亮等人专利技术的一种温敏性石墨烯丨高分子复合材料及其制备方法，在传感器、药物控制释放等领域有较好的应用前景。 聚化异丙基丙烯酰胺作为热敏性聚合物代表，被人们广泛研究，只要体现在三个方面的研究:一、聚化异丙基丙烯酰胺均聚物末端改性；二、聚化异丙基丙烯酰胺共聚物；三、聚化异丙基丙烯酰胺接枝改性。 点击化学是2001年诺贝尔化学奖获得者美国化学家提出的一种快速合成大量化合物的新方法，该方法成本低、所用原料易得、产物收率高、选择性好。本专利技术利用功能化石墨烯表面异氰酸酯基(一冗0)与巯基化化异丙基丙烯酰胺大分子链末端巯基的点击化学反应制备石墨烯接枝聚化异丙基丙烯酰胺热敏性复合材料，可应用于药物释放、固定化酶、物料分离、免疫分析等方面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。该方法首先通过狀冗聚合方法制得含有巯基的聚化异丙基丙烯酰胺，然后通过讯1皿61~8法制得氧化石墨烯，再将制得的氧化石墨烯与2，4~甲苯二异氰酸酯反应制得含有异氰酸酯基的石墨烯，最后利用功能化石墨烯表面异氰酸酯基(一冗0)与巯基化化异丙基丙烯酰胺大分子链末端巯基的点击化学反应制备石墨烯接枝聚化异丙基丙烯酰胺。该方法操作简单、反应时间短、接枝率高。 本专利技术采用的技术方案:，，包括如下步骤:(1)将单体异丙基丙烯酰胺(犯?—!:!)、二硫代苯甲酸苄(8018)、引发剂置于50此圆底烧瓶中，向烧瓶中加入20 0[的四氢呋喃(报?)溶液，震荡使其完全溶解后于701油浴氮气保护装置中反应24 11，反应完后，用沉淀剂将聚合物沉淀出来并除去聚合物中的四氢呋喃(1'册)和剩余的链转移剂得到纯净的聚化异丙基丙烯酰胺产物；(2)将.异丙基丙烯酰胺(犯?—!:!)置于100此的圆底烧瓶中，加入四氢呋喃(1册)溶液和还原剂，震荡摇匀后于室温无水无氧条件下反应48匕得巯基化聚化异丙基丙烯酰胺；(3)将干燥好的鳞片石墨加入到硝酸钾和浓酸的混合物中，超声混合均匀，冰水浴中搅拌并缓慢加入氧化剂，随之体系温度升至35?451，高速搅拌6 1！；随之缓慢加入蒸馏水，体系升温至60?801并反应半小时；再向体系中加入蒸馏水和双氧水并反应5分钟，得到亮黄色的氧化石墨烯母液，蒸馏水离心洗涤邱=6?8，得到纯净的氧化石墨烯，在其中加入分散剂，超声混合均匀，即得到氧化石墨烯凝胶；(4)称取氧化石墨烯和2，4-甲苯二异氰酸酯分散在无水甲苯中，超声30111111混合均匀，在无水无氧氮气保护901恒温油浴条件下反应12 11，反应粗产物用溶剂洗去氧化石墨烯表面物理吸附的2，4-甲苯二异氰酸酯，用离心的方法分离功能化的2，4-甲苯二异氰酸酯功能化石墨烯，产物真空干燥24 1！；(5)将三乙胺溶于无水四氢呋喃(报?)中，然后将异氰酸酯功能化氧化石墨烯与巯基化聚.异丙基丙烯酰胺混合于含三乙胺的无水四氢呋喃(1册)中，超声20 111111混合均匀，将混匀的溶液至于无水无氧室温条件下反应18 11，粗产物用大量的无水I'册洗去石墨烯表面物理吸附的聚合物，离心，真空干燥，得热敏可控石墨烯复合材料。 步骤(1)中，所述引发剂为用无水乙醇纯化偶氮二异丁腈(八18幻，沉淀剂为正丁烷，^异丙基丙烯酰胺二硫代苯甲酸苄(8018)和偶氮二异丁腈(八18幻的质量配比为 4 8:0.07-0.13 ^:0.6-0.12 步骤(2)中，所述还原试剂为硼氢化钠的甲醇溶液，化异丙基丙烯酰胺和硼氢化钠的体积质量比为1 01:20-35邑。 步骤(3)所用的浓酸为浓硫酸，所用的氧化剂为高锰酸钾，所用的分散剂为十二烷基苯磺酸钠，高锰酸钾和鳞片石墨、硝酸钾、浓硫酸的配比为6 8:18:30-60此。所述双氧水的质量百分浓度为30%。 步骤(4)中，所用的异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯，所用溶剂为无水甲苯。氧化石墨烯、2，4-甲苯二异氰酸酯和无水甲苯的配比为0.4 8:2.5-4 8:30-60此。 步骤(5)中，三乙胺、无水四氢呋喃、异氰酸酯化氧化石墨烯、含巯基的聚^异丙基丙烯酰胺的配比为1-4 1111:20-35齓:0.05 8:0.1 本专利技术具有一下有益效果:1、传统的热敏石墨烯复合材料的制备方法操作复杂，产率低且接枝率不高，本专利技术利用功能化石墨烯表面异氰酸酯基(一冗0)与巯基化化异丙基丙烯酰胺大分子链末端巯基的点击化学反应制备石墨烯接枝聚化异丙基丙烯酰胺热敏可控石墨烯复合材料，产物收率高，选择性好，产物易纯化，后处理简单。 2、制备工艺简单，设备要求简单，不需要大型高价设备，普通条件下均可量产，制备工艺安全、高效、经济。 3、热敏可控石墨烯复合材料可用于气体、生物小分子、酶和0嫩电化学传感器的制作，也可用作生物传感器进行细菌分析、0嫩和蛋白质检测等。 【专利附图】【附图说明】 图1为氧化石墨烯红外光谱图；图2为聚化异丙基丙烯酰胺红外光谱图；图3为氧化石墨烯与异氰酸酯化氧化石墨烯的红外光谱对比图；图4为氧化石墨烯与氧化石墨烯接枝热敏材料红外光谱对比图。 【具体实施方式】 实施例1:，按照以下步骤进行:(1)聚化异丙基丙烯酰胺的制备与提纯:首先，用无水乙醇纯化偶氮二异丁腈(八I刚其次，将4.0 8单体.异丙基丙烯酰胺8 二硫代苯甲酸苄(8018) ,0.06 8无水乙醇纯化的引发剂偶氮二异丁腈(八I刚)置于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯可控接枝热敏聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将单体N‑异丙基丙烯酰胺、二硫代苯甲酸苄 、引发剂置于50 mL圆底烧瓶中，向烧瓶中加入20 mL的四氢呋喃溶液，震荡使其完全溶解后于70℃油浴氮气保护装置中反应24 h，反应完后，用沉淀剂将聚合物沉淀出来并除去聚合物中的四氢呋喃和剩余的链转移剂得到纯净的聚N‑异丙基丙烯酰胺产物；（2）将N‑异丙基丙烯酰胺置于100 mL的圆底烧瓶中，加入四氢呋喃溶液和还原剂，震荡摇匀后于室温无水无氧条件下反应48 h，得巯基化聚N‑异丙基丙烯酰胺；（3）将干燥好的鳞片石墨加入到硝酸钾和浓酸的混合物中，超声混合均匀，冰水浴中搅拌并缓慢加入氧化剂，随之体系温度升至35～45℃，高速搅拌6 h；随之缓慢加入蒸馏水，体系升温至60～80℃并反应半小时；再向体系中加入蒸馏水和双氧水并反应5分钟，得到亮黄色的氧化石墨烯母液，蒸馏水离心洗涤pH=6～8，得到纯净的氧化石墨烯，在其中加入分散剂，超声混合均匀，即得到氧化石墨烯凝胶；（4）称取氧化石墨烯和2,4‑甲苯二异氰酸酯分散在无水甲苯中,超声30 min混合均匀，在无水无氧氮气保护90℃恒温油浴条件下反应12 h，反应粗产物用溶剂洗去氧化石墨烯表面物理吸附的2,4‑甲苯二异氰酸酯，用离心的方法分离2,4‑甲苯二异氰酸酯功能化石墨烯，产物真空干燥24 h；（5）将三乙胺溶于无水四氢呋喃中，然后将异氰酸酯功能化氧化石墨烯与巯基化聚N‑异丙基丙烯酰胺混合于含三乙胺的无水四氢呋喃中，超声20 min混合均匀，将混匀的溶液至于无水无氧室温条件下反应18 h，粗产物用大量的无水THF洗去石墨烯表面物理吸附的聚合物，离心，真空干燥，得热敏可控石墨烯复合材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：欧宝立，黄饶，王朝芝，肖琰，刘俊成，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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