一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在55‑65℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和石墨烯载体齐格尔‑纳塔催化剂，通入丙烯至表压0.3‑0.5MPa，在温度40‑60℃下进行恒压聚合，反应时间为10‑60min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所述聚丙烯/石墨烯纳米复合材料。本发明专利技术制备得到的复合材料分子量Mw为44×104g/mol以上，PDI为5.5‑6.6，Tm为161‑162℃，ΔHm为77‑82J/g，其性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
碳材料的填充可以使材料获得更加优良的性能。石墨烯作为一种新型的具有优异性能碳纳米填充材料制备复合材料可以提高基体机械性能、热性能、电性能及气体阻隔性等，因此石墨烯必将为复合材料领域的发展重点。目前石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法主要包括直接插层共混法与原位聚合插层法。直接插层共混法是指利用溶剂作用或者在剪切力的作片下将聚合物分子直接插层到具有片层结构的石墨烯片层中。Ansari课题组利用石墨烯与聚偏氟乙烯以DMF为溶剂，制备了复合材料。研究发现，石墨烯加入后聚偏二氟乙烯的热稳定性得到了提高，党石墨烯在复合利料中的含量为4％时其杨氏模量比纯的聚偏二氟乙烯提高了近两倍。并且使材料出现很低的电逾渗闽值。Verdejo等将热还原得到的石墨烯与有机硅复台得到了石墨烯/有机硅纳米复合材料，当石墨烯含量仅在0.25％时复合材料的杨氏模量就增了两倍以上，其热分解温度明显提高。原位聚合插层法是将单体与氧化石墨烯或石墨烯的分散液预先混合，然后再加入引发剂引发反应.使聚合反应在石墨烯片层之间进行，得到石墨烯/聚合物纳米复合材料。在聚合过程中，聚合反应放出的热量还可能会使氧化石墨烯发生还原，石墨烯片层发生剥离，均匀的分散在聚合物基体中。Galland课题组利用三甲基铝的水溶液(MAO)对石墨纳米片层进行处理后作为填充物加入到茂金属Cp2ZrCl2/MAO催化体系中对乙烯进行催化，制备了聚乙烯的纳米复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，以制备高性能的复合材料。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在55-65℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和催化剂，通入丙烯至表压0.3-0.5MPa，在温度40-60℃下进行恒压聚合，反应时间为10-60min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所述聚丙烯/石墨烯纳米复合材料。本专利技术所述催化剂为石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。所述催化剂的制备方法如下：(1)将氧化石墨烯与格氏试剂反应，反应产物用四氢呋喃洗涤，再用正己烷洗涤，50-70℃下真空干燥，得到石墨烯载体；(2)将所述石墨烯载体加入TiCl4溶液中，升温至110-130℃，反应3-6小时；(3)用正己烷洗涤产物至洗涤液澄清，55-70℃下干燥，得到石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。本专利技术制备得到的复合材料分子量Mw为44×104g/mol以上，PDI为5.5-6.6，Tm为161-162℃，ΔHm为77-82J/g，其性能优异。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在55℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和催化剂，通入丙烯至表压0.3MPa，在温度40℃下进行恒压聚合，反应时间为10min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所述聚丙烯/石墨烯纳米复合材料。本专利技术所述催化剂为石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。所述催化剂的制备方法如下：(1)将氧化石墨烯与格氏试剂反应，反应产物用四氢呋喃洗涤，再用正己烷洗涤，50℃下真空干燥，得到石墨烯载体；(2)将所述石墨烯载体加入TiCl4溶液中，升温至110℃，反应3小时；(3)用正己烷洗涤产物至洗涤液澄清，55℃下干燥，得到石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。实施例2一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在65℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和催化剂，通入丙烯至表压0.5MPa，在温度60℃下进行恒压聚合，反应时间为60min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所述聚丙烯/石墨烯纳米复合材料。本专利技术所述催化剂为石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。所述催化剂的制备方法如下：(1)将氧化石墨烯与格氏试剂反应，反应产物用四氢呋喃洗涤，再用正己烷洗涤，70℃下真空干燥，得到石墨烯载体；(2)将所述石墨烯载体加入TiCl4溶液中，升温至130℃，反应6小时；(3)用正己烷洗涤产物至洗涤液澄清，70℃下干燥，得到石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。实施例3一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在60℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和催化剂，通入丙烯至表压0.4MPa，在温度50℃下进行恒压聚合，反应时间为30min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所述聚丙烯/石墨烯纳米复合材料。本专利技术所述催化剂为石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。所述催化剂的制备方法如下：(1)将氧化石墨烯与格氏试剂反应，反应产物用四氢呋喃洗涤，再用正己烷洗涤，60℃下真空干燥，得到石墨烯载体；(2)将所述石墨烯载体加入TiCl4溶液中，升温至120℃，反应4小时；(3)用正己烷洗涤产物至洗涤液澄清，60℃下干燥，得到石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂。实施例1-3制备得到的复合材料分子量Mw为44×104g/mol以上，PDI为5.5-6.6，Tm为161-162℃，ΔHm为77-82J/g，其性能优异。。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在55‑65℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和石墨烯载体齐格尔‑纳塔催化剂，通入丙烯至表压0.3‑0.5MPa，在温度40‑60℃下进行恒压聚合，反应时间为10‑60min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所述聚丙烯/石墨烯纳米复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括：(1)在55-65℃下将高压反应器抽真空，并充入丙烯至常压；(2)向高压反应器中加入正己烷，再依次加入三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷和石墨烯载体齐格尔-纳塔催化剂，通入丙烯至表压0.3-0.5MPa，在温度40-60℃下进行恒压聚合，反应时间为10-60min，后停止通入丙烯；(3)加入10％盐酸的乙醇溶液终止聚合反应；(4)将产物用乙醇与去离子水洗涤后干燥，得到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡市明盛强力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32