采用超声分散技术制备聚合物/石墨纳米复合材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种采用超声分散技术制备聚合物／石墨纳米复合材料的方法，该方法以膨胀石墨为原料，采用超声波粉碎技术破坏石墨层间的粘连，制得纳米级分散的石墨薄片，然后再使纳米级分散的石墨薄片与聚合物单体进行原位聚合，制备成纳米尺度均匀分散的聚合物／纳米石墨薄片复合材料。本发明专利技术操作简单，成本低，生产效率高，产品具有优越的导电性能、耐热性能和机械加工性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚合物/石墨纳米复合材料，特别涉及到聚合物/改性石墨纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
石墨中的碳为sp2杂化，具有由碳六角共轭平面堆积而成的层状结构，层内碳与碳以共价键结合，键长为0.142nm，结合能为345kJ/mol；而层间距较大(0.335nm)，超出共价键范围。一般认为层间作用力主要是范德华力，结合力为16.7kJ/mol，因此许多化合物可以插入石墨层间，甚至可与层内电子发生局部化学反应，形成层间化合物。石墨层间化合物经高温处理，发生急剧分解，石墨碳层沿C轴方向产生大幅膨胀，生成膨胀石墨，又称石墨蠕虫。膨胀石墨上的空隙尺寸在10nm～10μm。20μm厚度的鳞片可膨胀到4～8mm。由于石墨层间化合物只是在石墨层内局部形成，因此，分解爆破时，在石墨层内各处产生不均一的作用。某些部分撑开并胀大，某些地方没有变化。显微结构显示，石墨薄片上有尺寸为10nm～10μm大小不等的孔洞，膨胀石墨层片呈粘连结构，十分疏松，密度为1.5～2.5×10-4g/m3。制备聚合物/膨胀石墨纳米复合材料，主要采用直接原位聚合法。这种方法是在聚合时，先将聚合物单体和膨胀石墨充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物／石墨纳米复合材料的制备方法，依次包括以下步骤：①将膨胀石墨溶于分散介质中，在超声波频率为８０～１２０Ｈｚ、温度为３０～４０℃的条件下超声粉碎１０～１５小时，过滤、洗涤得石墨纳米微片；②将一定量的聚合物单体溶于分散 介质中，再加入聚合物单体体积１～５倍的表面活性剂和适量的石墨纳米微片，搅拌均匀，并在室温下超声处理１０～５０分钟；③加入聚合物单体质量８～１２倍的引发剂，使混合液在－５～５℃聚合反应１～４小时，然后转入室温搅拌１２～３０小时，将产物 过滤、洗涤，真空干燥得到聚合物／石墨薄片纳米复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：莫尊理，左丹丹，陈红，孙银霞，刘艳芝，张平，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]