專利名稱：聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備，特別涉及一種聚 吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法；本發(fā)明同時(shí)還涉及一種聚吡 咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
含有共軛雙鍵的導(dǎo)電高分子材料聚吡咯(PPy)與其他導(dǎo)電高分子材料相比有較 高的導(dǎo)電能力和熱穩(wěn)定性，易合成等特點(diǎn)，被廣泛用于制作生物感應(yīng)器、功能分子膜、二次 電池和非線性光學(xué)裝置等等。聚吡咯上述這些性質(zhì)與聚吡咯的形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)有著密切的 關(guān)系。而它的形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)則由合成方法、平衡離子以及其他很難同時(shí)控制的因素共同 決定。通常情況下，聚吡咯質(zhì)地脆、不熔不溶、不可加工。為了改善聚吡咯的加工性能、提高 聚吡咯的導(dǎo)電性能，眾多研究者將目光集中在聚吡咯/無機(jī)層狀化合物的新型納米復(fù)合材 料的制備及其性能研究上。納米石墨薄片是制備導(dǎo)電聚合物/石墨納米復(fù)合材料最好的填 充物，其具備普通石墨優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、自潤(rùn)滑性能，在自潤(rùn)滑材料、減摩、滅 火阻燃復(fù)合材料和場(chǎng)發(fā)射材料等方面都體現(xiàn)了很好的功效。納米石墨薄片與聚吡咯成功的 復(fù)合，很大程度地提高了聚吡咯的導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性能。但是這種材料在形態(tài)上仍是粉 末狀，很難推廣應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。因此，增強(qiáng)納米石墨薄片-聚吡咯復(fù)合材料的機(jī)械加工 性能成為解決這一難題的必然選擇。環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個(gè) 別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基 團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活 潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。環(huán)氧樹脂的應(yīng)用特性有很多，比如有形式多樣、固化方便、粘附力強(qiáng)、收 縮性低、力學(xué)性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性和耐霉性等。環(huán)氧樹脂的這些特性使之 成為很好的成型材料和固化劑。然而，環(huán)氧樹脂的種類繁多，選用何種性能的環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂的含量對(duì)復(fù)合 材料的成型后的性能有直接的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種具有具有良好機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的聚吡咯-納米 石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。本發(fā)明的另一目的是提供一種的聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料 制備方法。本發(fā)明聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料，是以丙酮為溶劑，順丁烯 二酸酐為固化劑，氟化鈉為促進(jìn)劑，聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料為導(dǎo)電填料，通過超聲 分散，使聚吡咯_納米石墨薄片均勻分散在環(huán)氧樹脂中，蒸發(fā)溶劑后倒模，固化而得。
本發(fā)明聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，是將環(huán)氧樹 脂溶解于丙酮中，加入聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料，超聲分散20 30分鐘；加入順丁 烯二酸酐和氟化鈉，于55 60°C下攪拌10 15分鐘蒸發(fā)溶劑；所得產(chǎn)物倒入模具，置于 烘箱中，在75 80°C下在固化20 24h，得到具有良好機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的聚吡咯-納 米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。所述聚吡咯-納米石墨薄片與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1 3. 0 1 6. 0 ；所述順丁烯二酸酐的加入量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0. 35 0. 5倍；所述順丁烯二酸酐為氟化鈉的質(zhì)量的4 6倍。上述聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料中，聚吡咯與納米石墨薄片的質(zhì)量比為 15 1 20 1。下面通過具體實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明制備的聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材 的結(jié)構(gòu)、性能作進(jìn)一步的分析。1、電鏡分析圖1所示為納米石墨薄片的SEM照片。通過觀察發(fā)現(xiàn)，其粒徑為0. 5 20 μ m，厚 度為30 80nm，顯示出很大的徑厚比。納米石墨薄片如此大的徑厚比，使其能在聚合物基 體中搭建良好導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。圖2所示為聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料的放大2. OX IO4倍SEM照片。從圖2 可以清晰的看到，聚吡咯緊密的堆積到了納米石墨薄片的表面。為其增強(qiáng)導(dǎo)電性能提供了 導(dǎo)電通路。圖3是聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料斷面放大1. 5 X IO4倍下的SEM 照片。從圖3可以清楚的看到，聚吡咯均勻的堆積在石墨薄片的表面；環(huán)氧樹脂緊緊地包覆 著聚吡咯-納米石墨薄片，但是沒有完全包覆，這就保證了復(fù)合材料獲得好的機(jī)械性能的 同時(shí)還保持導(dǎo)電性能的特質(zhì)。綜合上面圖1、2、3的SEM照片，可以看出聚吡咯均勻的堆積到納米石墨比片的表 面，而其被環(huán)氧樹脂不完全的包覆在內(nèi)，為形成導(dǎo)電通道提供了可能性。2、FTIR譜圖分析圖4為聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料的FTIR譜圖。圖中顯示，3427CHT1為吡咯 環(huán)上的N-H伸縮振動(dòng)吸收峰，1644cm"1為吡咯環(huán)上的C = C伸縮振動(dòng)吸收峰，1396cm"1為吡 咯環(huán)上的=C-N伸縮振動(dòng)吸收峰，1099cm-1為吡咯環(huán)中的C-H伸縮振動(dòng)吸收峰?？梢钥闯龈?吸收峰與純的聚吡咯相比都有不同程度的藍(lán)移，主要是由于納米薄片的小尺寸效應(yīng)和量子 尺寸效應(yīng)導(dǎo)致的。在PPy與納米石墨薄片的復(fù)合過程中，它們之間有化學(xué)鍵的結(jié)合，會(huì)影響 與之結(jié)合的原子的振動(dòng)頻率，而聚吡咯具有一種全共軛的分子結(jié)構(gòu)，這種影響會(huì)隨著大η 鍵而影響整個(gè)分子鏈的振動(dòng)頻率，導(dǎo)致藍(lán)移。這些現(xiàn)象表明PPy并不是對(duì)納米石墨薄片的 簡(jiǎn)單物理包覆，而是在形成復(fù)合材料時(shí)PPy與它發(fā)生了一定的物理和化學(xué)相互作用。圖5為聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的FTIR譜圖。相比圖譜4，，圖 譜5的特征峰都發(fā)生微小的藍(lán)移，這因?yàn)榧尤氕h(huán)氧樹脂以后與原復(fù)合物發(fā)生了鍵合所導(dǎo)致 的。這些現(xiàn)象表明，環(huán)氧樹脂的固化過程完全，得到的聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù) 合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。3、熱重分析
圖6為聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的TG曲線。由曲線可知，在相 同溫度下，聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的百分含量要明顯高于純聚吡咯和 聚吡咯_納米石墨薄片。在250°C之前，聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中的聚 吡咯和環(huán)氧樹脂的燃燒都很緩慢，在250°C之后環(huán)氧樹脂和部分的聚吡咯開始燃燒，初始燃 燒溫度要比純的聚吡咯滯后，也比聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料滯后。250°C到400°C是 環(huán)氧樹脂和部分的聚吡咯的燃燒，到400°C之后為剩余聚吡咯和納米石墨薄片的氧化燃燒。研究表明，由于環(huán)氧樹脂對(duì)聚吡咯_納米石墨薄片的包覆而使得其初始燃燒溫度 滯后。另外環(huán)氧樹脂形成的緊密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也是增強(qiáng)復(fù)合材料的的熱穩(wěn)定性的原因之 一。TG分析表明，聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料與純聚吡咯和聚吡咯_納米 石墨薄片復(fù)合材料相比熱穩(wěn)定性明顯提高。4、導(dǎo)電性能的分析圖7為不同的聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料含量時(shí)，聚吡咯-納米石墨薄 片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的電導(dǎo)率。有圖7可以看出，隨著聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料 含量從10. 74%增加到18. 05%，聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的電導(dǎo)率從 0. 563X 10_3S/cm提高到1. 56X 10_2S/cm，之后隨著復(fù)合物填料的增加，聚吡咯-納米石墨薄 片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的電導(dǎo)率又降低到0. 712X10_3S/Cm。其原因如下一方面原因，環(huán) 氧樹脂是絕緣材料，用粉末狀的聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料作為導(dǎo)電填料，隨著其添 加量的增加，在環(huán)氧樹脂基體中相互接觸，形成了導(dǎo)電通路，導(dǎo)致聚吡咯-納米石墨薄片復(fù) 合材料的電導(dǎo)率在填料質(zhì)量比為11. 36% 15. 2%時(shí)電導(dǎo)率表現(xiàn)為增加，而且在填料質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為15. 2%時(shí)達(dá)到滲閾閾值。但是達(dá)到最大值后，隨著導(dǎo)電填料的增加，復(fù)合材料的電導(dǎo) 率下降，這是因?yàn)閷?dǎo)電填料的增加，環(huán)氧樹脂減少，造成復(fù)合物三維網(wǎng)狀密度降低，影響了 填料間的緊密接觸，導(dǎo)電通路斷裂。5、機(jī)械性能分析圖8與圖9分別為不同聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料含量時(shí)，聚吡咯_納米石 墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量示意圖。從圖8、圖9可以看出，本發(fā)明 復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為18. 4688 7. 63MPa,彎曲模量為2955. 085 329. 63MPa。隨著聚 吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合 材料的彎曲強(qiáng)度與彎曲模量降低。這是因?yàn)榄h(huán)氧樹脂的減少使得復(fù)合材料中的交聯(lián)密度降 低，影響到了材料的機(jī)械性能。綜上所述，本發(fā)明制備的聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料中，聚吡 咯_納米石墨薄片粒子均勻分散在環(huán)氧樹脂中；環(huán)氧樹脂包覆在聚吡咯_納米石墨薄片表 面，但是沒有完全包覆在內(nèi)，使其保持導(dǎo)電性能提供了依據(jù)。物質(zhì)間的成功復(fù)合，大大改善 了聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和機(jī)械加工性能。綜上所述，本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明以聚吡咯-納米石墨薄片兩相復(fù)合材料為填料，在超聲條件下分散在環(huán) 氧樹脂中，不但解決了聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料的加工性能差、實(shí)際應(yīng)用受限的問 題，而且有效地提高了聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料熱力學(xué)穩(wěn)定性。2、本發(fā)明利用超聲分散技術(shù)使聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料分散在體系中，減 少了填料的浸潤(rùn)時(shí)間，縮短了復(fù)合材料的制備時(shí)間，提高了效率。
3、本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，操作方便；條件溫和，成本低，具有良好的工業(yè)化生產(chǎn)前
旦
ο


圖1為納米石墨薄片SEM照片圖2為聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料放大5 X IO4倍的SEM照片圖3為聚吡咯-納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的SEM譜4聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料的FTIR譜圖分析曲線圖5聚吡咯-納米石墨薄片/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的FTIR譜圖分析曲線圖6為聚吡咯、聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料、聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹 脂復(fù)合材料的熱重分析圖(a)聚吡咯，(b)聚吡咯/納米石墨薄片復(fù)合材料，(C)聚吡咯/納米石墨薄 片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料圖7為不同聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料含量對(duì)聚吡咯/納米石墨薄片_環(huán)氧 樹脂復(fù)合材料復(fù)合材料電導(dǎo)率的影響圖8為不同聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料含量對(duì)聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧 樹脂復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響圖9為不同聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料含量對(duì)聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧 樹脂復(fù)合材料復(fù)合材料彎曲模量的影響
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明復(fù)合材料的制備及其性能作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一(1)聚吡咯_納米石墨薄片的制備將0. 5mL蒸餾過的聚吡溶于3. Oml的無水乙醇中，加入0. 025g的納米石墨薄片 和1. OmL聚乙二醇-400，將該混合體系在室溫下超聲分散30min ；然后轉(zhuǎn)入冰水浴條件下攪 拌，待溫度穩(wěn)定后加入4. 5g FeCl3 · 6H20氧化劑和0. 4g對(duì)甲苯磺酸摻雜劑，在冰水浴條件 下反應(yīng)2h，將最終得到的懸浮液在室溫條件下攪拌24h。過濾、沉淀、用二次水、無水乙醇洗 滌，所得固體在真空條件室溫干燥24h，制得聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料。聚吡咯_納 米石墨薄片復(fù)合材料中，聚吡咯與納米石墨薄片的質(zhì)量比為19.38 1(應(yīng)當(dāng)是范圍值)。(2)聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備先取出0. 31g環(huán)氧樹脂置于50ml的燒杯中，加入IOml的丙酮攪拌使環(huán)氧樹脂完 全溶解。將上述制得的聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料0. Ig到入此燒杯中，在超聲儀中， 于40KHZ.200W下超聲IOmin ；加入0. 124g順丁烯二酸酐和0. 02g NaF。將燒杯置于50°C 的水浴加熱蒸發(fā)溶劑。所得產(chǎn)物倒入模具，置于烘箱中，在80°C下在固化24h，得到目標(biāo)產(chǎn) 物聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。經(jīng)分析，復(fù)合材料的導(dǎo)電率為0. 563X10_3S/cm，彎曲強(qiáng)度18. 468MPa，彎曲模量 2955. 085MPa。實(shí)施例二
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(1)聚吡咯-納米石墨薄片的制備同實(shí)施例一。(2)聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備先取出0. 372g環(huán)氧樹脂置于50ml的燒杯中，加入IOml的丙酮攪拌使環(huán)氧樹脂完 全溶解。將上述制得的聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料0. Ig到入此燒杯中，在超聲儀中，于 40KHZ、200W下超聲lOmin，同時(shí)加入0. 1488g順丁烯二酸酐和0. 02gNaF。將燒杯置于50°C 的水浴加熱蒸發(fā)溶劑。所得產(chǎn)物倒入模具，置于烘箱中在80°C下固化24h，得到目標(biāo)產(chǎn)物聚 吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。經(jīng)分析，復(fù)合材料的導(dǎo)電率為0.618X10_3S/cm，彎曲強(qiáng)度18. 816MPa，彎曲模量 1209. 09MPa。實(shí)施例三(1)聚吡咯-納米石墨薄片的制備同實(shí)施例一。(2)聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備先取出0. 434g環(huán)氧樹脂置于50ml的燒杯中，加入IOml的丙酮攪拌使環(huán)氧樹脂完 全溶解。將上述制得的聚吡咯/納米石墨薄片復(fù)合材料0. Ig到入此燒杯中，在超聲儀中， 于40KHZ、200W下超聲lOmin，同時(shí)加入0. 1736g順丁烯二酸酐和0. 03g NaF。將燒杯置于 50°C的水浴加熱蒸發(fā)溶劑。所得產(chǎn)物倒入模具，置于烘箱中，在80°C下固化24h，得到目標(biāo) 產(chǎn)物聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。經(jīng)分析，復(fù)合材料的導(dǎo)電率為7.042X10_3S/Cm，彎曲強(qiáng)度9.013MPa，彎曲模量 752.366MPa。實(shí)施例四(1)聚吡咯_納米石墨薄片的制備同實(shí)施例一。(2)聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備先取出0. 496g環(huán)氧樹脂置于50ml的燒杯中，加入IOml的丙酮攪拌使環(huán)氧樹脂完 全溶解。將上述制得的聚吡咯/納米是薄片復(fù)合材料0. Ig到入此燒杯中，在超聲儀中，于 40KHZ、200W下超聲lOmin，同時(shí)加入0. 1984g順丁烯二酸酐和0. 04g NaF。將燒杯置于50°C 的水浴加熱蒸發(fā)溶劑。所得產(chǎn)物倒入模具，置于烘箱中，在80°C下固化24h，得到目標(biāo)產(chǎn)物 聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。經(jīng)分析，復(fù)合材料的導(dǎo)電率為1.5625X 10-2S/cm，彎曲強(qiáng)度9.06MPa，彎曲模量 730.418MPa。實(shí)施例五(1)聚吡咯_納米石墨薄片的制備同實(shí)施例一。(2)聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備先取出0. 558g環(huán)氧樹脂置于50ml的燒杯中，加入IOml的丙酮攪拌使環(huán)氧樹脂完 全溶解。將上述制得的聚吡咯/納米石墨薄片復(fù)合材料0. Ig到入此燒杯中，在超聲儀中， 于40KHZ、200W下超聲lOmin，同時(shí)加入0. 2232g順丁烯二酸酐和0. 05g NaF。將燒杯置于 50°C的水浴加熱蒸發(fā)溶劑。所得產(chǎn)物倒入模具，置于烘箱中，在80°C下固化24h，得到目標(biāo) 產(chǎn)物聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。
經(jīng)分析，復(fù)合材料的導(dǎo)電率為1. 409 X 10_2S/cm，彎曲強(qiáng)度7. 63MPa,彎曲模量 329. 63MPa。
權(quán)利要求
一種聚吡咯 納米石墨薄片 環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料，是以丙酮為溶劑，順丁烯二酸酐為固化劑，氟化鈉為促進(jìn)劑，聚吡咯 納米石墨薄片復(fù)合材料為導(dǎo)電填料，通過超聲分散，使聚吡咯 納米石墨薄片均勻分散在環(huán)氧樹脂中，蒸發(fā)溶劑后倒模，固化而得。
2.如權(quán)利要求1所述聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于 復(fù)合材料中聚吡咯-納米石墨薄片與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1 3.0 1 6.0。
3.如權(quán)利要求1所述聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所 述聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料中，聚吡咯與納米石墨薄片的質(zhì)量比為15 1 20 1。
4.如權(quán)利要求1所述聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于 聚吡咯生長(zhǎng)在納米石墨薄片的表面，環(huán)氧樹脂包覆在聚吡咯_納米石墨薄片的表面。
5.如權(quán)利要求1所述聚吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于 7. 50 18. 50MPa,彎曲模量為 330 2955MPa ；導(dǎo)電率為 0. 563 X 1(Γ3 1. 562 X l(T2S/cm。
6.如權(quán)利要求1所述聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，是 將環(huán)氧樹脂溶解于丙酮中，加入聚吡咯_納米石墨薄片復(fù)合材料，超聲分散20 30分鐘； 加入順丁烯二酸酐和氟化鈉，于55 60°C下攪10 15分鐘蒸發(fā)溶劑；所得產(chǎn)物倒入模 具，置于烘箱中，在75 80°C下在固化20 24h，得到具有良好機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的聚 吡咯_納米石墨薄片_環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料；所述聚吡咯-納米石墨薄片與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1 3.0 1 6.0;所述順丁烯二酸酐的加入量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0. 35 0. 5倍；所述順丁烯二酸酐為氟化鈉的質(zhì)量的4 6倍。
7.如權(quán)利要求1所述聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料，聚吡咯與納米石墨薄片的質(zhì)量比為 15 1 20 1。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚吡咯-納米石墨薄片-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以丙酮為溶劑，順丁烯二酸酐為固化劑，氟化鈉為促進(jìn)劑，聚吡咯-納米石墨薄片復(fù)合材料為導(dǎo)電填料，通過超聲分散，使聚吡咯-納米石墨薄片均勻分散在環(huán)氧樹脂中，蒸發(fā)溶劑后倒模，固化，得到具有良好機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的復(fù)合材料。通過電鏡和FTIR譜圖分析，本發(fā)明復(fù)合材料中，聚吡咯-納米石墨薄片均勻分散在環(huán)氧樹脂中，聚吡咯生長(zhǎng)在納米石墨薄片的表面，環(huán)氧樹脂包覆聚吡咯-納米石墨薄片的表面；通過機(jī)械性能和電性能分析本發(fā)明復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為7.50～18.50MPa，彎曲模量為330～2955MPa；導(dǎo)電率為0.563×10-3～1.562×10-2S/cm。
文檔編號(hào)C08L79/04GK101942179SQ20101027979
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者馮超, 孟淑娟, 張俊曉, 張春, 莫尊理, 郭瑞斌 申請(qǐng)人:西北師范大學(xué)