一种聚烯烃/石墨烯纳米复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种聚烯烃/石墨烯纳米复合材料，是以二维纳米材料石墨烯为增强剂，通过聚烯烃接枝改性后形成聚烯烃接枝改性石墨烯均匀分散在聚烯烃材料中，其制备方法包括石墨烯的官能化修饰、聚烯烃接枝改性石墨烯的制备与聚烯烃/石墨烯纳米复合材料的制备。本发明解决了石墨烯增强非极性聚合物中存在的石墨烯易团聚、难分散的难题，制备的聚烯烃纳米复合材料中，石墨烯的分散较为均匀，同时阻燃性能与力学性能优异。

主权项

一种聚烯烃/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）石墨烯的官能化修饰：将氧化石墨通过超声分散在溶剂中得到分散均匀的悬浮液；然后在搅拌下，加入含有二胺类化合物的乙醇溶液，在N₂保护下进行回流反应2‑24h，反应温度为60‑120℃；接着加入还原剂水溶液进行还原反应2‑12h；最后冷却、抽滤，产物交替用去离子水和乙醇反复洗涤，得到的固体产物在50‑80℃的真空烘箱中干燥，即得到表面官能化修饰的石墨烯；所述二胺类化合物的用量为氧化石墨重量的2‑20倍；所述还原剂的用量为氧化石墨重量的2‑11倍；（2）聚烯烃接枝改性石墨烯的制备：将步骤（1）中制备的石墨烯超声分散在溶剂中，然后在搅拌下，加入石墨烯重量的2‑10倍的马来酸酐接枝聚烯烃，于120‑160℃的温度下通入N₂反应2‑8h；最后抽滤，产物用乙醇洗涤，得到的固体产物在80‑120℃的真空烘箱中干燥，即得到聚烯烃接枝改性石墨烯；（3）聚烯烃/石墨烯纳米复合材料的制备：按重量份比为（1‑10）：100，将步骤（2）制备的聚烯烃接枝石墨烯和聚烯烃混合，在密炼机中于160‑230℃熔融共混5‑30min，得到聚烯烃/石墨烯纳米复合材料。