一种自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法，是首先通过热致相分离法制备PET多孔膜，然后通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯，最后再通过自组装的方法使氧化石墨烯附着在PET多孔膜上，即获得产品。本发明专利技术采用自组装的方法将氧化石墨烯稳定地附着在膜的表面及膜孔的内部，制备得到的多孔膜具有较好的导热性能和抗静电性能。

A preparation method of self assembled high thermal conductivity antistatic polyester porous membrane

The invention discloses a method for preparing antistatic polyester porous self assembled films with high thermal conductivity, is the first preparation of PET porous membrane by thermally induced phase separation method, and then through the modified Hummers method to prepare graphene oxide, then through self-assembly method of graphene oxide adhered on the porous PET film, namely product. The invention adopts self-assembly method to stabilize graphene oxide on the surface of the membrane and the inner part of the membrane hole. The prepared porous membrane has good thermal conductivity and antistatic performance.

【技术实现步骤摘要】
一种自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法
本专利技术涉及一种多孔膜的制备方法，具体涉及一种利用自组装的方法制备高导热抗静电聚酯多孔膜的方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET)是一种热塑性树脂，具有良好的力学性能、光学性能、耐化学腐蚀性以及较宽的使用温度范围，广泛应用于工程塑料、包装、薄膜等领域，尤其是在聚酯薄膜领域有着广泛的应用，但是PET不导热且容易产生静电的特性在一定程度上限制了其使用范围。而石墨烯是一种二维片层结构的无机填料，具有极高的导热、导电性能、超高的机械强度和极大的比表面积，单层石墨烯在室温下的导热率为3000～5000W/mk、电阻率约为10-6Ω·cm。因此，石墨烯作为填料添加到聚合物基体中后，可以有效地提高复合材料的导热和抗静电性能。目前，制备聚合物基石墨烯复合材料的方法主要有溶液共混法和熔融共混法，但是当通过这两种方法将石墨烯添加到聚合物中时，都容易发生严重的团聚现象，从而会影响复合材料导热/抗静电性能。
技术实现思路
为避免上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法，旨在解决石墨烯的团聚现象，获得具有良好的导热性、抗静电性能的多孔膜，进一步拓展聚酯多孔膜的应用领域。本专利技术为实现专利技术目的，采用如下技术方案：本专利技术自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法，其特点在于：首选通过热致相分离法制备PET多孔膜，然后通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯，最后再通过自组装的方法使氧化石墨烯附着在PET多孔膜上，即获得高导热抗静电聚酯多孔膜。具体包括如下步骤：(1)将PET粒料加入到混合溶剂中，100℃～130℃的条件下搅拌至PET粒料溶解，获得PET粒料质量浓度为5％～30％的铸膜液，然后使用刮膜器制备成膜，获得PET多孔膜；(2)将石墨烯缓慢加入到浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷的混合溶液中，常温搅拌反应1h～2h后，缓慢滴加去离子水，滴完后在冰水浴中保温反应4h～5h；反应结束后，对反应液真空抽滤，所得固体产物用蒸馏水和乙醇洗涤至中性，再经冷冻干燥，即获得氧化石墨烯；其中，石墨烯、浓硫酸、过硫酸钾、五氧化二磷及离子水的质量体积比为：2～15g：30mL：8～10g：8～10g：800～1000mL；(3)将聚酯加入到混合溶剂中，100℃～130℃的条件下搅拌至溶解，获得质量浓度为0.5％～1％的聚酯溶液；然后按照氧化石墨烯与聚酯的质量比为1:0.2～1，将氧化石墨烯加入到聚酯溶液中，室温超声20min～30min，得到氧化石墨烯/聚酯混合溶液；(4)将步骤(1)获得的PET多孔膜浸入所述氧化石墨烯/聚酯混合溶液中，室温磁力搅拌0.5h～3h，然后取出并在50℃～80℃的条件下干燥；所得膜再次浸入所述氧化石墨烯/聚酯混合溶液中，室温磁力搅拌0.5h～3h，然后再取出并在50℃～80℃的条件下干燥，即获得高导热抗静电聚酯多孔膜。优选的，步骤(1)和步骤(3)中所述的混合溶剂是由苯酚与三氯乙烷、四氯乙烷或三氯甲烷按质量比1:0.5～1.5混合而成。优选的，步骤(1)所得PET多孔膜的膜厚度为150μm～200μm、孔径为0.5μm～3μm、孔隙率为70％～80％。优选的，步骤(2)中所述的去离子水是使用滴液漏斗在30min～40min内滴完。优选的，步骤(3)中所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚碳酸酯(PC)中的至少一种。为了更好地解决团聚现象，本专利技术采用自组装方法，它是基本结构单元自发形成有序结构的一种技术，基本结构单元在自组装的过程中自发地组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构，可以有效降低团聚现象。而石墨烯本身具有良好的自组装条件和能力，因为氧化石墨烯是石墨烯的衍生物，具有蜂窝状的平面结构，表面含有大量的羟基和羧基。通过自组装技术制备氧化石墨烯/聚合物复合多孔膜，可以有效降低石墨烯发生团聚的现象，提高聚酯多孔膜的导热导电性能。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术采用自组装的方法使氧化石墨烯稳定的附着在膜的表面及膜孔的内部，没有被基体材料包裹，减小了界面热阻，可以有效地发挥其导热性能；(2)本专利技术将氧化石墨烯和聚酯多孔膜有效地复合，氧化石墨烯的导电性能较好地得到发挥，复合膜具有较好的抗静电性能；(3)本专利技术操作简便、成本低、污染小，适于大批量生产。附图说明图1为本专利技术高导热抗静电聚酯多孔膜制备过程的示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作详细说明，下述实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1本实施例按如下步骤制备聚酯多孔膜：(1)将1g的PET粒料加入到10g由苯酚与三氯乙烷按质量比为1:0.7配置而成的混合溶剂中，110℃的条件下搅拌至PET粒料溶解，获铸膜液，然后使用刮膜器制备成膜，获得PET多孔膜；(2)将1g石墨烯缓慢加入到5mL浓硫酸、1.6g过硫酸钾和1.6g五氧化二磷的混合溶液中，常温搅拌反应1h后，使用滴液漏斗在30min内缓慢滴加150mL的去离子水，滴完后在冰水浴中保温反应5h；反应结束后，对反应液真空抽滤，所得固体产物用蒸馏水和乙醇洗涤至中性，再经冷冻干燥，获得氧化石墨烯；(3)将0.3g的PBT加入到由苯酚与三氯乙烷按质量比为1:0.7配置而成混合溶剂中，110℃条件下搅拌至溶解，获得质量浓度为0.5％的聚酯溶液；然后将0.5g氧化石墨烯加入到聚酯溶液中，室温超声20min，得到氧化石墨烯/聚酯混合溶液；(4)将步骤(1)获得的PET多孔膜浸入氧化石墨烯/聚酯混合溶液中，室温磁力搅拌1h，然后取出并在80℃的条件下干燥；所得膜再次浸入氧化石墨烯/聚酯混合溶液中，室温磁力搅拌0.5h，然后再取出并在80℃的条件下干燥，即获得高导热抗静电聚酯多孔膜。实施例2本实施例按如下步骤制备聚酯多孔膜：(1)将1.5g的PET粒料加入到10g由苯酚与四氯乙烷按照质量比为1:1配置而成的混合溶剂中，110℃的条件下搅拌至PET粒料溶解，获铸膜液，然后使用刮膜器制备成膜，获得PET多孔膜；(2)将1g石墨烯缓慢加入到10mL浓硫酸、3.2g过硫酸钾和3.2g五氧化二磷的混合溶液中，常温搅拌反应2h后，使用滴液漏斗在30min内缓慢滴加300mL的去离子水，滴完后在冰水浴中保温反应5h；反应结束后，对反应液真空抽滤，所得固体产物用蒸馏水和乙醇洗涤至中性，再经冷冻干燥，获得氧化石墨烯；(3)将1g的PC加入到由苯酚与四氯乙烷按照质量比为1:1配置而成的混合溶剂中，110℃条件下搅拌至溶解，获得质量浓度为0.5％的聚酯溶液；然后将1g氧化石墨烯加入到聚酯溶液中，室温超声20min，得到氧化石墨烯/聚酯混合溶液；(4)将步骤(1)获得的PET多孔膜浸入氧化石墨烯/聚酯混合溶液中，室温磁力搅拌1h，然后取出并在80℃的条件下干燥；所得膜再次浸入氧化石墨烯/聚酯混合溶液中，室温磁力搅拌0.5h，然后再取出并在80℃的条件下干燥，即获得高导热抗静电聚酯多孔膜。实施例3本实施例按如下步骤制备聚酯多孔膜：(1)将2.0g的PET粒料加入到10g由苯酚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法，其特征在于：首先通过热致相分离法制备PET多孔膜，然后通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯，最后再通过自组装的方法使氧化石墨烯附着在PET多孔膜上，即获得高导热抗静电聚酯多孔膜。

【技术特征摘要】
1.一种自组装高导热抗静电聚酯多孔膜的制备方法，其特征在于：首先通过热致相分离法制备PET多孔膜，然后通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯，最后再通过自组装的方法使氧化石墨烯附着在PET多孔膜上，即获得高导热抗静电聚酯多孔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)将PET粒料加入到混合溶剂中，100℃～130℃的条件下搅拌至PET粒料溶解，获得PET粒料质量浓度为5％～30％的铸膜液，然后使用刮膜器制备成膜，获得PET多孔膜；(2)将石墨烯缓慢加入到浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷的混合溶液中，常温搅拌反应1h～2h后，缓慢滴加去离子水，滴完后在冰水浴中保温反应4h～5h；反应结束后，对反应液真空抽滤，所得固体产物用蒸馏水和乙醇洗涤至中性，再经冷冻干燥，即获得氧化石墨烯；其中，石墨烯、浓硫酸、过硫酸钾、五氧化二磷及离子水的质量体积比为：2～15g：30mL：8～10g：8～10g：800～1000mL；(3)将聚酯加入到混合溶剂中，100℃～130℃的条件下搅拌至溶解，获得质量浓度为0.5％～1％的聚酯溶液；然后按照氧化石墨烯与聚酯的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿加露，王晓杰，李彬，董帅，吴晅，王彩萍，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，常州先进制造技术研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34