一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备仿珍珠层环氧‑石墨烯纳米复合材料的方法，利用双向冰模板技术，制备层状结构氧化石墨烯层状结构骨架，经热还原骨架中的氧化石墨烯后，采用真空辅助渗入液态环氧前驱体，固化后得到仿珍珠层结构环氧‑石墨烯纳米复合材料，该材料展现了优异的断裂韧性和功能性能，其断裂韧性是环氧的3.6～4.5倍，并且具有快速感应温度变化的性能，将在航空航天、能源运输、建筑等领域具有广泛应用。

A method for preparing pearl-like epoxy-graphene Nanocomposites

【技术实现步骤摘要】
一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法
本专利技术涉及一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法，属于纳米复合材料制备领域。
技术介绍
随着纳米科学的发展和纳米技术的进步，科研工作者制备了大量有关环氧纳米复合材料，该纳米复合材料因其容易制备、质量轻和柔软等性质，广泛应用于各个领域，如航空航天、建筑、运输等(Mat.Sci.Eng.R2017,116,1.)。为了提高聚合物的力学性能，将纳米材料(如纳米纤维、纳米片)加入环氧树脂基体中制备高性能环氧纳米纳米复合材料，其力学性能明显提高，同时还具有气体阻隔和热稳定等性能(Prog.Polym.Sci.2014,39,1934.)。采用传统制备方法如溶液共混、熔融共混、高速剪切等制备的环氧纳米复合材料通常会面临着纳米增强体的团聚问题。因此，如何解决该问题仍具有重大的挑战性。鲍鱼壳珍珠层作为制备高性能仿生纳米复合材料的研究对象，已经受到科研工作者的广泛关注。珍珠层由96wt％的碳酸钙和4wt％的有机质组成层状“砖-泥”结构，其断裂韧性是霰石的3000倍(Nat.Mater.2015,14,23.)。受珍珠层结构启发，通过冰模板技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备仿珍珠层环氧‑石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用氧化法制备氧化石墨烯溶液；(2)称取海藻酸钠溶解于去离子水中，量取氧化石墨烯溶液和海藻酸钠溶液，将两者进行混合，搅拌、超声混合成均匀溶液，得到氧化石墨烯‑海藻酸钠溶液：(3)将氧化石墨‑海藻酸钠溶液加入到聚二甲基硅氧烷模具中，加入液氮，将溶液进行可控凝结；(4)氧化石墨‑海藻酸钠溶液完全冻结后，从模具中取出冻干，得到层状结构的氧化石墨烯‑海藻酸钠骨架；(5)利用烘箱加热还原层状结构的氧化石墨烯‑海藻酸钠骨架中的氧化石墨烯；(6)利用真空辅助将环氧前驱体渗入到还原氧化石墨烯‑海藻酸钠骨架中，并用烘箱加热固化后...

【技术特征摘要】
1.一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用氧化法制备氧化石墨烯溶液；(2)称取海藻酸钠溶解于去离子水中，量取氧化石墨烯溶液和海藻酸钠溶液，将两者进行混合，搅拌、超声混合成均匀溶液，得到氧化石墨烯-海藻酸钠溶液：(3)将氧化石墨-海藻酸钠溶液加入到聚二甲基硅氧烷模具中，加入液氮，将溶液进行可控凝结；(4)氧化石墨-海藻酸钠溶液完全冻结后，从模具中取出冻干，得到层状结构的氧化石墨烯-海藻酸钠骨架；(5)利用烘箱加热还原层状结构的氧化石墨烯-海藻酸钠骨架中的氧化石墨烯；(6)利用真空辅助将环氧前驱体渗入到还原氧化石墨烯-海藻酸钠骨架中，并用烘箱加热固化后，得到仿珍珠层结构的环氧-石墨烯纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(1)制备浓度为10mg/ml，稳定存放1个月的氧化石墨烯溶液，以免影响后续实验和结果。3.根据权利要求1所述的一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将海藻酸钠溶于去离子水中，浓度为40mg/ml。4.根据权利要求1所述的一种制备仿珍珠层环氧-石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将氧化石墨烯和海藻酸钠按质量比为1:1进行混合，浓度用去离子调整为10～15mg/ml，先将混合液搅拌30～50分钟，在将混合液超声30～50分钟，再搅拌6～8小时。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：程群峰，黄传进，彭景淞，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11