聚苯胺改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚苯胺改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法。该制备方法是首先通过功能质子酸掺杂和苯胺的原位聚合而将导电高分子聚苯胺修饰在多壁碳纳米管的表面，然后将聚苯胺表面修饰后的多壁碳纳米管分散在环氧树脂大分子溶液中，除去溶剂后加入固化剂，最后经真空脱气、浇注到模具中加热固化而制成复合材料。本制备方法工艺简单，生产成本低，增强、增韧效果明显，并且能够有效地防止多壁碳纳米管在环氧树脂中的聚集，提高多壁碳纳米管在环氧树脂中的分散性和界面粘结。另外，将导电聚苯胺包覆在多壁碳纳米管表面能使聚苯胺改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料获得很好的力学性能，同时获得良好的抗静电功能。

主权项

一种聚苯胺改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：(1)将干燥的表面带羧基的多壁碳纳米管加入到功能质子酸溶液中，超声搅拌0.5～1小时，然后将苯胺滴加到上述多壁纳米碳管悬浮液中，滴加时间为1小时，之后超声搅拌1小时，再将过硫酸铵水溶液滴加到上述反应体系中，滴加时间为0.5小时，滴加后继续反应2～4小时至反应结束，上述整个聚合反应过程始终在35℃的温度及超声搅拌下进行，然后经丙酮破乳、去离子水洗涤、微孔滤膜过滤和干燥后得到聚苯胺改性多壁碳纳米管；功能质子酸选自十二烷基苯磺酸、十二烷基磺酸钠+盐酸、樟脑磺酸、萘磺酸和对甲基苯磺酸的一种；表面带羧基的多壁碳纳米管与苯胺的用量比为1g∶5g；苯胺与过硫酸铵的用量比为1mol∶1mol；苯胺与功能质子酸的用量比为1mol∶0.8～1mol；(2)将上述聚苯胺改性多壁碳纳米管加入到溶剂中，超声搅拌1小时，然后加入环氧树脂，继续超声搅拌1小时，之后加热以挥发掉溶剂；加入固化剂并搅拌0.5小时；将以上混合体系于50℃的温度下真空脱气1小时，最后浇注到模具中，并在80～120℃的温度下加热2～4小时直至固化成型，即可获得聚苯胺改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料；聚苯胺改性多壁碳纳米管与环氧树脂的用量比为1～10g∶100g；固化剂与环氧树脂的用量比为6～8g∶100g。