Pickering乳液聚合制备氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法，解决了现有技术中通过Pickering乳液聚合制备氧化石墨烯/聚合物复合材料，由于GO与聚合物之间缺乏相互作用力，导致复合材料的稳定性较差的技术问题。它包括S1、氧化石墨烯的改性；S2、Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨/苯丙聚合物复合材料。本发明专利技术的Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法，以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸作为聚合单体，以MPS

【技术实现步骤摘要】
Pickering乳液聚合制备氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法


[0001]本专利技术涉及乳液聚合领域，具体涉及一种Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法。

技术介绍

[0002]根据连续相与分散相的不同，乳液可分为O/W型与W/O型。Pickering发现固体粒子能稳定乳液，机理是固体粒子以单层或多层的方式紧密地包裹分散相，牢牢吸附在水油界面处，被包裹的分散相液滴由于固体粒子的作用更好地分散，并能实现防止团聚，从而达到稳定乳液体系的效果。
[0003]氧化石墨烯上富含大量的羟基、羧基等亲水基团，且其在水中有着优异的胶体稳定性，氧化石墨烯通常被认为是亲水的。然而，氧化石墨烯也存在一定的双亲性，即氧化石墨烯具有亲水边缘和较为亲油的基平面。氧化石墨烯可以像表面活性剂一样发挥作用，能吸附在分散相与连续相的界面处并降低界面张力。这种性质使石墨烯成为非常恰当的固体微粒，在苯丙乳液的制备过程中加入少量的氧化石墨烯就能达到Pickering乳液的效果。Pickering乳液的性质更加稳定，氧化石墨烯本身具有杀菌性、良好韧性等特点，能丰富苯丙乳液的应用。
[0004]但在聚合过程中仍然存在一些问题，例如当氧化石墨烯的添加量过多，乳液久置后便出现沉淀的氧化石墨烯颗粒，减少氧化石墨烯的投入可以避免沉淀现象的发生，但这样又使苯丙乳液杀菌作用的增强微乎其微。这是由于氧化石墨烯的双亲性不够明显而造成的。
[0005]现有技术中通过Pickering乳液聚合制备氧化石墨烯/聚合物复合材料，由于GO与聚合物之间缺乏相互作用力，导致复合材料的稳定性较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法，以解决现有技术中通过Pickering乳液聚合制备氧化石墨烯/聚合物复合材料，由于GO与聚合物之间缺乏相互作用力，导致复合材料的稳定性较差的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]本专利技术提供的一种Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法，其特征在于，包括下述步骤：
[0009]S1、氧化石墨烯的改性
[0010]A1、将氧化石墨烯水分散液和去离子水加入反应容器内进行分散；
[0011]A2、将硅烷偶联剂采用无水乙醇稀释，得到硅烷偶联剂稀释液；
[0012]A3、将步骤A2中得到的硅烷偶联剂稀释液加入反应容器内，搅拌并分散，得到混合
反应液；
[0013]A4、在搅拌的状态下对混合反应液升温至45
‑
55℃，调整混合反应液的pH为4
‑
5，在温度为45
‑
55℃搅拌反应2.5
‑
3.5h；然后升温使反应体系在65
‑
75℃保温，继续搅拌反应2.5
‑
3.5h，反应结束，得到混合物；
[0014]A5、将混合物进行洗涤、干燥，得到改性氧化石墨烯；
[0015]S2、Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨/苯丙聚合物复合材料
[0016]B1、制备引发剂
[0017]将过硫酸钾用去离子水溶解，得到引发剂；过硫酸钾和去离子水的质量比为1.5
‑
2:200；
[0018]B2、制备预乳化核单体
[0019]①
将改性氧化石墨烯和去离子水加入容器内并进行超声分散25
‑
35min；改性氧化石墨烯和去离子水的质量比为：1:100；
[0020]②
将丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、苯乙烯和丙烯酸丁酯混合均匀，得到混合液；
[0021]③
在搅拌的状态下，将步骤B2、
②
中的混合液滴加到步骤B2、
①
中的容器内，滴加完毕后，继续搅拌25
‑
35分钟，得到预乳化核单体；
[0022]B3、制备预乳化壳单体
[0023]①
将改性氧化石墨烯和去离子水加入容器内，超声分散25
‑
35min；
[0024]②
将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合均匀，得到混合液；
[0025]③
在搅拌的状态下，将步骤B3
②
中的混合液滴加到步骤B3
①
中的容器内，滴加完毕后，继续搅拌25
‑
35分钟，得到预乳化壳单体；
[0026]B4、制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料
[0027]①
将碳酸氢钠、过硫酸钾和去离子水加入反应容器中，搅拌均匀并升温至75
‑
85℃；然后加入B2中制备的预乳化核单体并保温在75
‑
85℃反应，当体系出现蓝光时，继续在温度为75
‑
85℃保温25
‑
35分钟；
[0028]②
将B1中制备的引发剂和步骤B2中制备的预乳化核单体同时匀速滴加到B4
①
中的反应容器中，2小时内滴加完成，滴加完成后，继续保温在80℃以下0.4
‑
0.8h；
[0029]③
将B1中制备的引发剂和步骤B3中制备的预乳化壳单体同时滴加到B4
①
中的反应容器中，1小时内滴完；滴加完成后，保温0.8
‑
1.2小时，反应结束，得到反应混合液；
[0030]④
将B6中的反应混合液冷却至室温，调pH至8.2
‑
8.8，得到改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料。
[0031]进一步的，所述步骤S1、A1中，所述氧化石墨烯水分散液的固含量为1.05％。
[0032]进一步的，所述步骤S1、A2中，所述硅烷偶联剂为γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0033]进一步的，所述步骤S1、A5中，混合物的洗涤过程为：无水乙醇洗涤、一次离心、一次清水洗涤、二次离心、二次清水洗涤、三次离心、三次清水洗涤；弃上清，得到未干燥的改性氧化石墨烯。
[0034]进一步的，所述步骤S1、A5中，干燥是采用真空干燥箱，在温度为55
‑
65℃干燥11
‑
13h。
[0035]进一步的，所述S1、A1和S1、A2中使用的氧化石墨烯水分散液、去离子水和硅烷偶
联剂的重量份分别为：氧化石墨烯水分散液3
‑
5份；去离子水14
‑
20份；硅烷偶联剂0.1
‑
0.5份。
[0036]进一步的，所述S2、B1
①
中，改性氧化石墨烯和去离子水的质量比为：1:100；
[0037]所述S2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料的方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、氧化石墨烯的改性A1、将氧化石墨烯水分散液和去离子水加入反应容器内进行分散；A2、将硅烷偶联剂采用无水乙醇稀释，得到硅烷偶联剂稀释液；A3、将步骤A2中得到的硅烷偶联剂稀释液加入反应容器内，搅拌并分散，得到混合反应液；A4、在搅拌的状态下对混合反应液升温至45
‑
55℃，调整混合反应液的pH为4
‑
5，在温度为45
‑
55℃搅拌反应2.5
‑
3.5h；然后升温使反应体系在65
‑
75℃保温，继续搅拌反应2.5
‑
3.5h，反应结束，得到混合物；A5、将混合物进行洗涤、干燥，得到改性氧化石墨烯；S2、Pickering乳液聚合制备改性氧化石墨/苯丙聚合物复合材料B1、制备引发剂将过硫酸钾用去离子水溶解，得到引发剂；过硫酸钾和去离子水的质量比为1.5
‑
2:200；B2、制备预乳化核单体
①
将改性氧化石墨烯和去离子水加入容器内并进行超声分散25
‑
35min；改性氧化石墨烯和去离子水的质量比为：1:100；
②
将丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、苯乙烯和丙烯酸丁酯混合均匀，得到混合液；
③
在搅拌的状态下，将步骤B2、
②
中的混合液滴加到步骤B2、
①
中的容器内，滴加完毕后，继续搅拌25
‑
35分钟，得到预乳化核单体；B3、制备预乳化壳单体
①
将改性氧化石墨烯和去离子水加入容器内，超声分散25
‑
35min；
②
将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合均匀，得到混合液；
③
在搅拌的状态下，将步骤B3
②
中的混合液滴加到步骤B3
①
中的容器内，滴加完毕后，继续搅拌25
‑
35分钟，得到预乳化壳单体；B4、制备改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料
①
将碳酸氢钠、过硫酸钾和去离子水加入反应容器中，搅拌均匀并升温至75
‑
85℃；然后加入B2中制备的预乳化核单体并保温在75
‑
85℃反应，当体系出现蓝光时，继续在温度为75
‑
85℃保温25
‑
35分钟；
②
将B1中制备的引发剂和步骤B2中制备的预乳化核单体同时匀速滴加到B4
①
中的反应容器中，2小时内滴加完成，滴加完成后，继续保温在80℃以下0.4
‑
0.8h；引发剂和预乳化核单体的重量份分别为：
③
将B1中制备的引发剂和步骤B3中制备的预乳化壳单体同时滴加到B4
①
中的反应容器中，1小时内滴完；滴加完成后，保温0.8
‑
1.2小时，反应结束，得到反应混合液；
④
将B6中的反应混合液冷却至室温，调pH至8.2
‑
8.8，得到改性氧化石墨烯/苯丙聚合物复合材料。2.根据权利要求1所述的Picker...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑少娜，廖文波，叶领云，钟国玉，赵莉丽，黄相璇，梁达颖，黄婉慧，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：