鬼佬大哥大
  • / 8
  • 下載費用:30 金幣  

一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及其制備方法.pdf

關 鍵 詞:
一種 石墨 尼龍 66 導電 納米 復合材料 及其 制備 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201310161036.3

申請日:

2013.05.04

公開號:

CN103214844B

公開日:

2015.01.14

當前法律狀態:

有效性:

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C08L 77/06申請日:20130504|||公開
IPC分類號: C08L77/06; C08K3/04; C08J3/215; H01B1/24; C09K3/16; B29C43/58 主分類號: C08L77/06
申請人: 吉林大學
發明人: 王貴賓; 王宇遙; 張淑玲; 楊麗龍; 姜振華; 吳忠文
地址: 130012 吉林省長春市前進大街2699號
優先權:
專利代理機構: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201 代理人: 張景林;劉喜生
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201310161036.3

授權公告號:

103214844B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.14|||2013.08.21|||2013.07.24

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及其制備方法,屬于聚合物納米復合材料技術領域。按質量和為100份計算,含有98~99質量份的尼龍66(作為基體)、1~2質量份的石墨烯(作為導電填料),通過溶液共混后熱壓得到。通過改變石墨烯在復合物體系中的質量分數,得到一系列不同比例的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。石墨烯/尼龍66導電納米復合材料用于導電材料、電磁屏蔽材料、抗靜電材料等領域。

權利要求書

權利要求書
1.   一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料,其特征在于:按質量和為100份計算,由98~99質量份的尼龍66和1~2質量份的石墨烯組成。

2.   一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料的制備方法,其步驟如下:
(1)石墨烯分散液的制備
將1.0~2.0質量份的石墨烯加入到100~400質量份的甲酸中,在常溫下超聲分散3~5h,制得石墨烯分散液;
(2)聚合物溶液的制備
將98~99質量份的尼龍66加入到600~800質量份的甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液;
(3)石墨烯/尼龍66導電納米復合材料的制備
將上述(1)中的石墨烯分散液加入到上述(2)中的聚合物溶液中,補加甲酸,控制整個混合體系的濃度為0.5~1g/10ml;超聲3~5h后于常溫下攪拌5~8h,之后將上述混合物倒入大過量的蒸餾水中,過濾產物后再用蒸餾水洗滌3~5遍,于60~70°C烘箱中干燥10~15 h,將得到的產物在270~300°C、7~8MPa條件下進行熱壓,得到石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。

3.   一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料在導電材料、電磁屏蔽材料及抗靜電材料方面的應用。

說明書

說明書一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及其制備方法
技術領域
本發明屬于聚合物納米復合材料技術領域,具體涉及一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及其制備方法。
背景技術
隨著石墨烯(G)被成功地開發制備,其獨特的二維結構使其具有優異的電學、力學和熱學性能,是制備高性能聚合物基納米復合材料的理想填料之一。目前,在生產生活中人們對導電高分子材料的使用日趨廣泛,所以以石墨烯為導電填料,制備具有良好導電性能的聚合物基納米復合材料已成為當下的研究熱點。
在汽車、電子電器、機械設備等行業中廣泛應用的尼龍66(PA66),近幾年來對其導電復合材料的研究也得到了關注,本發明利用石墨烯為導電填料,采用溶液共混法制備了導電滲流閾值較低、電性能較好的G/PA66納米復合材料。
發明內容
本發明的目的是提供一種低滲流閾值、導電性能良好的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及其制備方法。
本發明所述的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料,按質量和為100份計算,含有98~99質量份的尼龍66(作為基體)、1~2質量份的石墨烯(作為導電填料),通過溶液共混后熱壓得到。
本發明所述的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料,是指以尼龍66基體為連續相,以納米尺寸的石墨烯為分散相,通過以下實驗手段將石墨烯均勻地分散于尼龍66中,形成一相含有納米尺寸材料的復合體系。所有實施例中所涉及到的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料,均與此定義相同。
本發明所述的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料的制備方法,其步驟如下:
(1)石墨烯分散液的制備
將1.0~2.0質量份的石墨烯加入到100~400質量份的甲酸中,在常溫下超聲分散3~5h,制得石墨烯分散液;
(2)聚合物溶液的制備
將98~99質量份的尼龍66加入到600~800質量份的甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液;
(3)石墨烯/尼龍66導電納米復合材料的制備
將上述(1)中的石墨烯分散液加入到上述(2)中的聚合物溶液中,補加甲酸,控制整個混合體系的濃度為0.5~1g/10ml;超聲3~5h后于常溫下攪拌5~8h,之后將上述混合物倒入大過量的蒸餾水中(蒸餾水的質量份為甲酸的20~50倍),過濾產物后再用蒸餾水洗滌3~5遍,于60~70°C烘箱中干燥10~15h,將得到的產物在270~300°C、7~8MPa條件下進行熱壓,得到石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。
通過改變石墨烯在復合物體系中的質量分數,得到一系列不同比例的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。石墨烯/尼龍66導電納米復合材料用于導電材料、電磁屏蔽材料、抗靜電材料等領域。
性能測試
石墨烯/尼龍66導電納米復合材料的電學性能分為直流電性能、交流電性能及介電性能。直流電性能采用數字萬用表FLUCK17B和Agilent4339B型高阻計進行測試。交流電性能及介電性能采用Agilent4294A精密阻抗分析儀進行測試。測試結果見圖1~圖3。
本發明具有如下優點
1.本發明采用令石墨烯先單獨超聲分散,在與聚合物溶液混合后再次超聲分散,最后經強力攪拌分散,可以有效的減少石墨烯的團聚現象,提高其在尼龍66基體中的分散程度,利用蒸餾水出料,降低成本。
2.制得的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料滲流閾值較低,電性能良好。
附圖說明
圖1為實施例1~5制備的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及對比例1制備的純尼龍66材料的直流體積電導率曲線圖。從圖1中可看出,純尼龍66是絕緣材料,在添加石墨烯后得到的石墨烯/尼龍66納米復合材料的直流體積電導率提高,實現了從絕緣體到導體的轉變。在圖1的內嵌圖中,通過滲流理論公式給出了滲流閾值線性擬合曲線,復合材料的導電滲流閾值
圖2為實施例1~5制備的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及對比例1制備的純尼龍66材料的交流體積電導率曲線圖。在同一頻率下,復合材料的交流體積電導率隨石墨烯含量的增加而升高;當石墨烯的含量超過1.5wt%時,復合材料的交流體積電導率基本不隨頻率而變化。
圖3為實施例1~5制備的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及對比例1制備的純尼龍66材料的介電常數曲線圖。當石墨烯含量為2.0wt%時,復合材料的介電常數約為純尼龍66材料的20倍左右。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明的方法進行說明,所述的實施例只是對本發明的權利要求的具體描述,權利要求包括但不限于所述的實施例內容。
下述實施例中所述的試劑和材料如無特殊說明,均可從商業途徑獲得;所述實驗方法,如無特殊說明,均為常規方法。
實施例1.制備石墨烯含量為1.0wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料
將0.01g的石墨烯分散于1ml的甲酸中,在常溫下于超聲波處理器中超聲分散3h,制得石墨烯分散液。將0.99g的尼龍66加入到8ml甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液。將石墨烯分散液加入到聚合物溶液中,補加甲酸1ml,控制整個混合體系的濃度為1g/10ml。再次超聲3h,然后于常溫下攪拌5h,將上述混合物倒入200ml的蒸餾水中,過濾產物后再用蒸餾水洗滌3遍,抽濾后將產物于60°C烘箱中干燥10h,將得到的產物在270°C、7MPa條件下進行熱壓,得到石墨烯含量為1.0wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。復合材料的直流電導率列于表1中。
實施例2.制備石墨烯含量為1.2wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料
將0.012g的石墨烯分散于1.5ml的甲酸中,在常溫下于超聲波處理器中超聲分散3.5h,制得石墨烯分散液。將0.988g的尼龍66加入到7ml甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液。將石墨烯分散液加入到聚合物溶液中,補加甲酸2.5ml,控制整個混合體系的濃度為0.91g/10ml。再次超聲3.5h,然后于常溫下攪拌6h,將上述混合物倒入250ml的蒸餾水中,過濾產物后再用蒸餾水洗滌3遍,抽濾后將產物于60°C烘箱中干燥11h,將得到的產物在275°C、7MPa條件下進行熱壓,得到石墨烯含量為1.2wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。復合材料的直流電導率列于表1中。
實施例3.制備石墨烯含量為1.5wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料
將0.015g的石墨烯分散于2ml的甲酸中,在常溫下于超聲波處理器中超聲分散4h,制得石墨烯分散液。將0.985g的尼龍66加入到6.5ml甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液。將石墨烯分散液加入到聚合物溶液中,補加甲酸3.5ml,控制整個混合體系的濃度為0.83g/10ml。再次超聲4h,然后于常溫下攪拌6.5h,將上述混合物倒入270ml的蒸餾水中,過濾產物后再用蒸餾水洗滌4遍,抽濾后將產物于65°C烘箱中干燥12h,將得到的產物在280°C、8MPa條件下進行熱壓,得到石墨烯含量為1.5wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。復合材料的直流電導率列于表1中。
實施例4.制備石墨烯含量為1.8wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料
將0.018g的石墨烯分散于3ml的甲酸中,在常溫下于超聲波處理器中超聲分散4.5h,制得石墨烯分散液。將0.982g的尼龍66加入到6ml甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液。將石墨烯分散液加入到聚合物溶液中,補加甲酸5ml,控制整個混合體系的濃度為0.71g/10ml。再次超聲4.5h,然后于常溫下攪拌7h,將上述混合物倒入300ml的蒸餾水中,過濾產物后再用蒸餾水洗滌4遍,抽濾后將產物于70°C烘箱中干燥13h,將得到的產物在290°C、7MPa條件下進行熱壓,得到石墨烯含量為1.8wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。復合材料的直流電導率列于表1中。
實施例5.制備石墨烯含量為2.0wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料
將0.02g的石墨烯分散于4ml的甲酸中,在常溫下于超聲波處理器中超聲分散5h,制得石墨烯分散液。將0.98g的尼龍66加入到7ml甲酸中,常溫下攪拌,形成聚合物溶液。將石墨烯分散液加入到聚合物溶液中,補加甲酸9ml,控制整個混合體系的濃度為0.5g/10ml。再次超聲5h,然后于常溫下攪拌8h,將上述混合物倒入500ml的蒸餾水中,過濾產物后再用蒸餾水洗滌5遍,抽濾后將產物于60°C烘箱中干燥15h,將得到的產物在300°C、8MPa的條件下進行熱壓,得到石墨烯含量為2.0wt%的石墨烯/尼龍66導電納米復合材料。復合材料的直流電導率列于表1中。
對比例1.純尼龍66材料
將1g尼龍66加入到10ml甲酸中,常溫下攪拌6h,將聚合物溶液倒入200ml蒸餾水中,過濾產物后用蒸餾水洗滌3遍,抽濾后將產物置于60°C烘箱中干燥12h,將得到的產物在270°C、7MPa的條件下進行熱壓,得到純尼龍66材料。純尼龍66材料的電導率列于表1中。
通過室溫下直流體積電導率測試后,進行線性擬合得到石墨烯/尼龍66導電納米復合材料的滲流閾值為1.1wt%,擬合度R2=0.93633。
表1實施例1~5及對比例1的測試結果

從表1中可以看出,純尼龍66是絕緣材料,在添加石墨烯后,得到的石墨烯/尼龍66復合材料的電導率隨石墨烯含量的增加而上升,實現了從絕緣體到導體的轉變。

關于本文
本文標題:一種石墨烯/尼龍66導電納米復合材料及其制備方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6421076.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大