本發(fā)明涉及一種表面活性劑調(diào)節(jié)聚苯乙烯復(fù)合材料膜材料多孔結(jié)構(gòu)的方法，屬于功能化復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

碳納米管(CNTS)具有很多優(yōu)異的性能，如：高的長(zhǎng)徑比、大的比表面積、特殊的電學(xué)性質(zhì)以及超強(qiáng)的力學(xué)性能。因此，基于碳納米管的這些優(yōu)異的性能，將碳納米管與一些常用的聚合物基體材料復(fù)合在一起，當(dāng)聚合物與碳納米管之間結(jié)合力大且碳納米管分散的較為均勻，復(fù)合材料在外加負(fù)載的情況下可將負(fù)載有效的轉(zhuǎn)移到碳納米管上，從而顯著提高聚合物基體復(fù)合材料的力學(xué)性能，電學(xué)性能等。很多研究在致力通過提高聚合物與碳納米管間的作用力使得兩者達(dá)到良好的分散效果。

碳納米管/聚合物復(fù)合材料的制備方法主要有三類：溶液共混法、熔融共混法、和原位聚合法。溶液共混是通過已經(jīng)分散于某種溶劑中的碳納米管與溶解或懸浮于某種溶劑中的聚合物共混，并借助于機(jī)械攪拌或超聲分散等方法實(shí)現(xiàn)均勻混合。熔融共混法即將聚合物基體與碳納米管一起放入混煉機(jī)或共混設(shè)備中，這種方法主要是利用流體的剪切應(yīng)力將團(tuán)聚在一起的碳納米管分散開來，阻止碳納米管的進(jìn)一步團(tuán)聚。這種方法過程簡(jiǎn)單，而且可以和擠出機(jī)，注塑機(jī)，配合使用。這是目前唯一一種有希望實(shí)現(xiàn)碳納米管復(fù)合材料工業(yè)化生產(chǎn)的途徑。原位聚合是將表面修飾后含有機(jī)物官能團(tuán)的碳納米管溶液與聚合物單體混合，加入引發(fā)劑引發(fā)聚合并在聚合過程中讓碳納米管通過有機(jī)官能團(tuán)參與聚合過程以實(shí)現(xiàn)碳納米管和聚合物的鍵合。

通過溶液共混方法，在聚苯乙烯溶液中添加不同類型碳納米管作為成膜液而制備復(fù)合材料膜，所添加的碳納米管類型對(duì)膜材料多孔結(jié)構(gòu)、膜表面性質(zhì)及物理及力學(xué)性能有著重要的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新的表面活性劑調(diào)控聚苯乙烯復(fù)合材料膜材料多孔結(jié)構(gòu)的方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種多孔結(jié)構(gòu)可調(diào)控、孔徑大小分布較窄的聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，該方法步驟如下：

(1)稱取聚苯乙烯0.2g，多壁碳納米管0.002g，或羥基化的多壁碳納米管0.01g；或羧基化的多壁碳納米管0.02g，表面活性劑曲拉通X-1000.1ml。

(2)加入5ml的四氫呋喃機(jī)械攪拌至PS完全溶解后，超聲2.5h至碳納米管完全分散均勻。

(3)成膜：將混合液倒入特定的容器，20min后將法蘭墊片放入水中成膜，即可得到樣品。

采用超聲輔助分散，溶液共混的方法制備孔徑分布均勻的聚苯乙烯碳納米管復(fù)合材料，所用材料為不同功能化的碳納米管，表面活性劑曲拉通X-100，四氫呋喃，聚苯乙烯，法蘭墊片，去離子水

所述的方法為溶液共混制備聚苯乙烯碳納米管復(fù)合材料的方法。

所述的復(fù)合材料的成膜方式為溶液成膜。

所述的制備的聚苯乙烯碳納米管復(fù)合材料過程中采用超聲輔助分散碳納米管。

所述的制備的聚苯乙烯碳納米管復(fù)合材料膜孔徑分布較為均勻，力學(xué)性能有較大的提高。

本發(fā)明的有益效果是：

1)采用超聲輔助溶液共混的方式制備聚苯乙烯多壁碳納米管復(fù)合多孔膜材料的過程中，反應(yīng)設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)單，碳納米管的分散效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2)實(shí)驗(yàn)過程中分三個(gè)階段制備了碳納米管分散均勻的聚苯乙烯復(fù)合材料。

3)所采用的方式制備的聚苯乙烯碳納米管復(fù)合材料孔徑分布較為均勻，力學(xué)性能提高較為明顯；

附圖說明

圖1是實(shí)施例1制備的羥基化多壁碳納米管復(fù)合材料場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡斷面結(jié)構(gòu)圖。

圖2是實(shí)施例1制備的羧基化多壁碳納米管復(fù)合材料場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡斷面結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

采用超聲輔助溶液共混的方式制備碳管分散均勻的多孔聚苯乙烯復(fù)合材料的方法，實(shí)驗(yàn)過程分三個(gè)溫度階段進(jìn)行。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

一種孔徑分布較為均勻的聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，該方法步驟如下：

(1)稱取聚苯乙烯0.2g，多壁碳納米管0.002g，或羥基化的多壁碳納米管0.01g；或羧基化的多壁碳納米管0.02g，表面活性劑曲拉通X-1000.1ml。

(2)加入5ml的四氫呋喃機(jī)械攪拌至PS完全溶解后，超聲2.5h至碳納米管完全分散均勻。

(3)成膜：將混合液倒入特定的容器，20min后將法蘭墊片放入水中成膜，即可得到樣品。

圖1是制備的羥基化多壁碳納米管復(fù)合材料場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡斷面結(jié)構(gòu)圖，由圖可知羥基化多壁碳納米管聚苯乙烯復(fù)合材料的斷面結(jié)構(gòu)為無序排列的蜂巢狀結(jié)構(gòu)。

圖2是制備的羧基化多壁碳納米管復(fù)合材料場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡斷面結(jié)構(gòu)圖，羧基化碳管聚苯乙烯復(fù)合材料的孔徑分布較為均勻，多孔結(jié)構(gòu)較為有序。