一种高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法、制品及应用技术

本发明专利技术公开了一种高分子‑三维碳骨架复合材料的制备方法，其包括如下步骤：(A)制备三维结构的碳化骨架材料；(B)制备高分子基体；(C)制备设定孔隙率的高分子‑三维碳骨架复合材料，使所述的木块支撑体碳化然后再与高分子材料接触，或者使所述的木块支撑体与高分子材料接触，然后再碳化，制得孔隙率为1～15％的多孔结构高分子‑三维碳骨架复合材料。本发明专利技术还公开了该材料及其应用。本发明专利技术重点在于可借助碳化后木材的天然结构构建通路，与高分子材料复合后孔隙率受控的高分子‑三维碳骨架复合材料该材料具有导热、导电及电磁屏蔽功能，并兼具有优良的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法、制品及应用
本专利技术属于高分子复合材料制备
，具体设计一种高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法、制品及应用。
技术介绍
木材是地球上资源最丰富的天然材料之一，因其便捷的来源、良好的加工性以及机械性能而受到广泛的关注。为树木输送养料和水的垂直排列的微孔道赋予了木材各向异性和多孔结构，木头的分级结构也为构建功能性材料提供了无限可能。木材中的硬杂木是指落叶型的树木，常见的有柞木，水曲柳，白蜡木，桦木，榆木，枣木等密度和硬度都较高的一类木材的总称。硬木多取自落叶性的细叶林木，包括橡木、桃心木与桦木、红橡，硬枫，赤扬，榉木，黄杨等，通常价格较高，但品质相对比软木优良。硬木一般密度较高及较硬实。软木则是木栓栎、栓皮栎等树种生产的，是由许多扁平的细胞组合而成，而这种细胞内部充满着空气，以致于不断生长的软木呈现出非常柔软的状态。使复合材料中具备连续的孔隙、通路等内部结构，可有助于提高复合物的导热、导电性能。然而，在传统的高分子复合材料制备过程中，填料主要都是通过熔融共混、溶液共混法等使其无序分散在基体中，且通常在高填料量下才能在基体中形成连续通路，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分子‑三维碳骨架复合材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(A)制备三维结构的碳化骨架材料：(1)将选定的木材，按照设计尺寸要求，切割为多个木块；(2)将1～2.5mol·L‑1的NaOH和0.4～0.8mol·L‑1的Na2O3溶解在蒸馏水中，配置成去除木质素的碱液；(3)将木块浸没在去除木质素的碱液中，并将其一起置于高压釜中，在150～200℃下放置6～12h后，取出洗净、制得木块中间体；(4)将木块中间体置于30wt％的H2O2溶液中，煮沸、漂白、干燥后，制得木块支撑体；(B)制备高分子基体，其是热固性耐高温或热塑性耐高温材料中的一种或几种的组合物；(C)制备设定孔隙率的...

【技术特征摘要】
1.一种高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(A)制备三维结构的碳化骨架材料：(1)将选定的木材，按照设计尺寸要求，切割为多个木块；(2)将1～2.5mol·L-1的NaOH和0.4～0.8mol·L-1的Na2O3溶解在蒸馏水中，配置成去除木质素的碱液；(3)将木块浸没在去除木质素的碱液中，并将其一起置于高压釜中，在150～200℃下放置6～12h后，取出洗净、制得木块中间体；(4)将木块中间体置于30wt％的H2O2溶液中，煮沸、漂白、干燥后，制得木块支撑体；(B)制备高分子基体，其是热固性耐高温或热塑性耐高温材料中的一种或几种的组合物；(C)制备设定孔隙率的高分子-三维碳骨架复合材料：使所述的木块支撑体碳化然后再与高分子材料接触，或者使所述的木块支撑体与高分子材料接触，然后再碳化，制得孔隙率为1～15％的多孔结构高分子-三维碳骨架复合材料。2.根据权利要求1所述的高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中选定的木材，为内部具有立体结构的硬杂木或软木。3.根据权利要求1所述的高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中的高分子基体，为热固性耐高温酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂，或热塑性通用高分子聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰胺和聚苯乙烯，或热塑性耐高温聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲醛、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮中的一种或者几种的组合。4.根据权利要求1所述的高分子-三维碳骨架复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(C)中的制备设定孔隙率的高分子-三维碳骨架复合材料，具体包括如下步骤：(1)将处理过后的木块支撑体置于管式炉中，以2～10℃/min的升温速率升温至280～330℃，通入N2热解3～6h，制得具有多孔结构的碳化木块；(2)将热塑性通用高分子树...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鹏，徐同乐，宋娜，施利毅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31