一种定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法，它涉及一种碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法。它要解决现有碳纳米管/树脂薄膜成型温度高，碳纳米管分散性差，取向不易控制，材料性能不稳定及成本过高的问题。方法：将热塑性树脂颗粒溶于氮-甲基吡咯烷酮中，得溶液A；制备食人鱼溶液；载玻片的预处理；溶液A涂覆在载玻片上，蒸发后在形成热塑性树脂薄膜；将碳纳米管投入无水乙醇中，加聚乙烯吡咯烷酮，得悬浊液；制备碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜；薄膜与载玻片分离，烘干后即完成。本发明专利技术制备过程无需高温热压成型，成本低廉；薄膜中碳纳米管分布具有方向性，材料性能具有取向性；碳纳米管始终能够良好分散，材料性能稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法。
技术介绍
碳纳米管/树脂的复合材料自AJAYAN等报道以来已成为世界科学研究的热点。碳纳米管与树脂的复合可以实现组元材料的优势互补和加强，最经济有效地利用碳纳米管的独特性能，是碳纳米管稳定化的有效途径。树脂/碳纳米管复合材料在信息材料、生物医用材料、隐身材料、催化剂、高性能结构材料、多功能材料等方面有着广阔的应用前景。传统的碳纳米管/树脂薄膜，一般采用共混法或凝絮法，但这些方法都无法实现碳纳米管的定向排列形成有序结构。而利用气相沉积的方法，虽然能实现碳纳米管的定向排列但合成的成本过高而无法广泛应用。所以寻找简便的方法制备定向排列碳纳米管/树脂薄膜的制备方法是人们研究的方向。
技术实现思路
本专利技术目的是解决现有碳纳米管/树脂薄膜成型温度高，碳纳米管分散性差，取向不易控制，材料性能不稳定，及采用气相沉积法制备存在成本过高的问题，而提供。定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法按以下步骤实现:一、将5 IOg热塑性树脂颗粒溶于50` IOOg氮-甲基吡咯烷酮中，以200 500r/min的速度磁力搅拌至完全溶解，得到溶液A ;二、将30ml浓度为95% 98%的硫酸与IOml浓度为30%的过氧化氢溶液混合，得到食人鱼溶液；三、将玻璃载玻片放入步骤二得到的食人鱼溶液中浸泡5 20min，然后依次放入无水乙醇和去离子水中超声处理5min，烘干，完成载玻片的预处理；四、将溶液A涂覆在预处理后的载玻片上，放入真空烘箱中，加热至60°C，蒸发4 6h，在载玻片表面形成热塑性树脂薄膜；五、将50 200mg碳纳米管投入无水乙醇中，然后加入40 150mg的聚乙烯卩比咯烧酮，再超声处理30min,得到浓度为lmg/ml的悬池液；六、将表面形成热塑性树脂薄膜的载玻片垂直插入悬浊液中，在60°C下恒温蒸发12h，得到碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜；七、将碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜浸入去离子水中30min，通过凝胶作用使得薄膜与载玻片分离，在80°C下烘干2 5h，即完成定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备。本专利技术利用热塑性树脂作为基体相，无水乙醇作为碳纳米管的溶剂，提供了，碳纳米管在表面张力的作用下沿液面方向定向排列形成线形图案，碳纳米管定向排列的图案宽度为10 15um。经测试薄膜的电阻率约为3.3MQ/cm。本专利技术的优点:一、本专利技术提供的，得到的碳纳米管薄膜中碳纳米管分布具有方向性，相比于传统的共混法制备碳纳米管树脂薄膜，材料性能具有取向性；二、本专利技术提供的，采用蒸发溶剂法实现碳纳米管通过自组装达到定向排列，相对于Langmuir-Blodgett等其他方法，设备及环境要求低，成本低廉；三、本专利技术提供的，制备过程无需高温热压成型，易操作；四、本专利技术采用无水乙醇作为溶剂，蒸发速度较传统的水系蒸发速度更快，在表面活性剂作用下，碳纳米管始终能够良好分散，材料性能稳定。附图说明图1为实施例中制备所得定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的光学显微镜图。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。·具体实施方式一:本实施方式定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法按以下步骤实现:一、将5 IOg热塑性树脂颗粒溶于50 IOOg氮-甲基吡咯烷酮中，以200 500r/min的速度磁力搅拌至完全溶解，得到溶液A ;二、将30ml浓度为95% 98%的硫酸与IOml浓度为30%的过氧化氢溶液混合，得到食人鱼溶液；三、将玻璃载玻片放入步骤二得到的食人鱼溶液中浸泡5 20min，然后依次放入无水乙醇和去离子水中超声处理5min，烘干，完成载玻片的预处理；四、将溶液A涂覆在预处理后的载玻片上，放入真空烘箱中，加热至60°C，蒸发4 6h，在载玻片表面形成热塑性树脂薄膜；五、将50 200mg碳纳米管投入无水乙醇中，然后加入40 150mg的聚乙烯卩比咯烧酮，再超声处理30min,得到浓度为lmg/ml的悬池液；六、将表面形成热塑性树脂薄膜的载玻片垂直插入悬浊液中，在60°C下恒温蒸发12h，得到碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜；七、将碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜浸入去离子水中30min，通过凝胶作用使得薄膜与载玻片分离，在80°C下烘干2 5h，即完成定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备。本实施方式步骤一中溶液A为淡黄色透明溶液。本实施方式步骤三中载玻片预处理后，其表面无有机物残留且光滑洁净。本实施方式步骤四中在载玻片表面形成热塑性树脂薄膜，要求薄膜均匀平整。本实施方式步骤五中聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂使用。具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将8g热塑性树脂颗粒溶于60g氮-甲基吡咯烷酮中，以300r/min的速度磁力搅拌至完全溶解。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤四中加热至60°C，蒸发5h。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤五中将IOOg碳纳米管投入无水乙醇中，然后加入SOmg的聚乙烯吡咯烷酮。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤七中在80°C下烘干3h。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。实施例:定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法按以下步骤实现:一、将IOg热塑性树脂颗粒溶于50g氮-甲基吡咯烷酮中，以200r/min的速度磁力搅拌至完全溶解，得到溶液A ; 二、将30ml浓度为98%的硫酸与IOml浓度为30%的过氧化氢溶液混合，得到食人鱼溶液；三、将玻璃载玻片放入步骤二得到的食人鱼溶液中浸泡5min，然后依次放入无水乙醇和去离子水中超声处理5min，烘干，完成载玻片的预处理；的载玻片；四、将溶液A涂覆在预处理后的载玻片上，放入真空烘箱中，加热至60°C，蒸发4h，在载玻片表面形成热塑性树脂薄膜；五、将50mg碳纳米管投入无水乙醇中，然后加入40mg的聚乙烯吡咯烷酮，再超声处理30min，得到浓度为lmg/ml的悬浊液；六、将表面形成热塑性树脂薄膜的载玻片垂直插入悬浊液中，在60°C下恒温蒸发12h，得到碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜；七、将碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜浸入去离子水中30min，通过凝胶作用使得薄膜与载玻片分离，在80°C下烘干2h，即完成定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备。本实施例中制备所得定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜，从图1中可见，碳纳米管在表面张力的作用下沿液面方向定向排列形成线形图案，碳纳米管定向排列的图案宽度为10 15um。经测试薄膜的电阻率约为3.3ΜΩ/αιι。权利要求1.，其特征在于它按以下步骤实现: 一、将5 10g热塑性树脂颗粒溶于50 100g氮-甲基吡咯烷酮中，以200 500r/min的速度磁力搅拌至完全溶解，得到溶液A ; 二、将30ml浓度为95% 98%的硫酸与IOml浓度为30%的过氧化氢溶液混合，得到食人鱼溶液； 三、将玻璃载玻片放入步骤二得到的食人鱼本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备方法，其特征在于它按以下步骤实现：一、将5～10g热塑性树脂颗粒溶于50～100g氮?甲基吡咯烷酮中，以200～500r/min的速度磁力搅拌至完全溶解，得到溶液A；二、将30ml浓度为95％～98％的硫酸与10ml浓度为30％的过氧化氢溶液混合，得到食人鱼溶液；三、将玻璃载玻片放入步骤二得到的食人鱼溶液中浸泡5～20min，然后依次放入无水乙醇和去离子水中超声处理5min，烘干，完成载玻片的预处理；四、将溶液A涂覆在预处理后的载玻片上，放入真空烘箱中，加热至60℃，蒸发4～6h，在载玻片表面形成热塑性树脂薄膜；五、将50～200mg碳纳米管投入无水乙醇中，然后加入40～150mg的聚乙烯吡咯烷酮，再超声处理30min，得到浓度为1mg/ml的悬浊液；六、将表面形成热塑性树脂薄膜的载玻片垂直插入悬浊液中，在60℃下恒温蒸发12h，得到碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜；七、将碳纳米管定向排列的热塑性树脂薄膜浸入去离子水中30min，通过凝胶作用使得薄膜与载玻片分离，在80℃下烘干2～5h，即完成定向排列自组装碳纳米管/热塑性树脂薄膜的制备。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：矫维成，牛越，王荣国，杨帆，刘文博，徐忠海，郝立峰，万里，孟凡壹，赫晓东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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