CN105968658B - 石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105968658B
CN105968658B CN201610331557.2A CN201610331557A CN105968658B CN 105968658 B CN105968658 B CN 105968658B CN 201610331557 A CN201610331557 A CN 201610331557A CN 105968658 B CN105968658 B CN 105968658B
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
fluorubber
composite material
preparation
reflux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610331557.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105968658A (zh
Inventor
聂福德
曾贵玉
林聪妹
张娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemical Material of CAEP
Original Assignee
Institute of Chemical Material of CAEP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Chemical Material of CAEP filed Critical Institute of Chemical Material of CAEP
Priority to CN201610331557.2A priority Critical patent/CN105968658B/zh
Publication of CN105968658A publication Critical patent/CN105968658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105968658B publication Critical patent/CN105968658B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种石墨烯/氟橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A：将石墨烯置于乙酸乙酯中超声分散得到石墨烯分散液；步骤B：将氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀得到混合液；步骤C：将混合液在搅拌条件下加热回流，然后在温度75～85℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。复合材料结构均匀，分散性优良；制备过程极其简单，所需材料简单，同时也可以降低成本。

Description

石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，导电橡胶制品作为功能性橡胶制品的发展很快，应用范围也日趋广泛。导电橡胶按照导电本质的不同，分为结构型和复合型两种。结构型的是通过改变材料的结构来实现其导电能力，而复合型通常是采用向材料中加入各种导电涂料的办法来实现其导电能力。由于复合型导电橡胶具有成本低、工艺简单、易于加工等特点，已被广泛应用与抗静电材料、密封材料及电磁波屏蔽材料等领域。石墨烯是分散和稳定纳米颗粒的优良载体，同时又具有良好的导电性，基于石墨烯的复合材料已展现许多优良的特性，在催化、储能、生物医药等领域中的应用前景宽广，在提高半导体光催化剂活性方面，已显示出独特的优势。近年来，有关石墨烯的研究有了突破性进展。
Liu Z F等人通过把碳纳米管导电层制成复杂的褶皱结构，与普通橡胶复合制成超弹性导电体，实现了这种弹性纤维拉伸过程中非常稳定的电学性能。[Liu Z F,Fang S,Moura F A,et al.Hierarchically buckled sheath-core fibers for superelasticelectronics,sensors,and muscles[J].Science,2015,349(6246):400-404.]
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种石墨烯/氟橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将石墨烯置于乙酸乙酯中超声分散得到石墨烯分散液；
步骤B：将氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀得到混合液；
步骤C：将混合液在搅拌条件下加热回流，然后在温度75～85℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。
进一步的技术特征是，所述的超声分散的时间为10～30min，所述的石墨烯分散液的质量浓度为0.005～0.1mg/mL。
进一步的技术特征是，所述的石墨烯与氟橡胶的质量比不大于1:10。
进一步的技术特征是，所述的加热回流的温度为80～100℃；加热回流的时间为120～240min。
进一步的技术特征是，所述的石墨烯的平均粒径为30～60μm。
进一步的技术特征是，所述的氟橡胶选自氟橡胶2311、氟橡胶2314中的一种。
进一步的技术特征是，所述的石墨烯与氟橡胶的质量比为0.2～1：10。
本发明还提供了采用上述的制备方法制备而得的石墨烯/氟橡胶复合材料。
下面对本发明做进一步的说明。
石墨烯置于乙酸乙酯中超声分散是为了使石墨烯均匀分散于乙酸乙酯中，在本发明中，选自乙酸乙酯是由于此氟橡胶的可溶液选择性较少，相较于丙酮溶液而言，乙酸乙酯毒性较小而且易得。石墨烯分散液的质量浓度为0.005～0.1mg/mL，若质量浓度大于0.1mg/mL，则分散性有所影响，若质量浓度小于0.005mg/mL，则浓度太稀；根据本发明的优选实施例，所述的石墨烯分散液的质量浓度为0.01～0.1mg/mL，更优选的是，所述的石墨烯分散液的质量浓度为0.05～0.1mg/mL。
将混合液在温度80～100℃下加热回流，目的是使混合物充分均匀反应。加热回流完成后在温度75～85℃冷凝回流，其目的是使回收所用的乙酸乙酯。
在本发明中，石墨烯与氟橡胶的质量比不大于1:10，随着石墨烯的含量增加，其复合材料的导电性增强。根据本发明的优选实施例，所述的石墨烯与氟橡胶的质量比为0.2～1:10，更优选的，所述的石墨烯与氟橡胶的质量比为0.5～1:10。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：复合材料结构均匀，分散性优良。制备过程极其简单，所需材料简单，同时也可以降低成本。
附图说明
图1为本发明的制备方法的工艺流程图；
图2为本发明实施例5制得的石墨烯/氟橡胶复合材料与氟橡胶、石墨烯的XRD谱图；其中F代表氟橡胶，G/F(10％)为实施例5制得的石墨烯/氟橡胶复合材料，Graphene代表石墨烯；
图3为本发明实施例4和实例5制得的石墨烯/氟橡胶复合材料与氟橡胶的IR谱图；其中F代表氟橡胶，G/F(5％)为实施例4制得的石墨烯/氟橡胶复合材料，G/F(10％)为实施例5制得的石墨烯/氟橡胶复合材料；
图4为本实施例4制得的石墨烯/氟橡胶复合材料与石墨烯的Raman谱图；
图5为实施例1～5制得的石墨烯/氟橡胶复合材料的阻抗图，其中F2311和F2314分别代表偏氟乙烯/三氟氟乙烯(1:1)共聚物和偏氟乙烯/三氟氯乙烯的(1:4)共聚物。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例1：
将0.5mg石墨烯置于乙酸乙酯中进行超声分散10min，得到质量浓度为0.005mg/mL的石墨烯分散液。
将99.5mg的氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀；然后在搅拌条件下于温度80℃下加热回流120min，接着在温度80℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。
实施例2：
将1mg石墨烯置于乙酸乙酯中进行超声分散10min，得到质量浓度为0.01mg/mL的石墨烯分散液。
将99mg的氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀；然后在搅拌条件下于温度85℃下加热回流120min，接着在温度80℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。
实施例3：
将2mg石墨烯置于乙酸乙酯中进行超声分散10min，得到质量浓度为0.02mg/mL的石墨烯分散液。
将98mg的氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀；然后在搅拌条件下于温度85℃下加热回流120min，接着在温度80℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。
实施例4：
将5mg石墨烯置于乙酸乙酯中进行超声分散10min，得到质量浓度为0.05mg/mL的石墨烯分散液。
将95mg的氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀；然后在搅拌条件下于温度90℃下加热回流120min，接着在温度80℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。
实施例5：
将10mg石墨烯置于乙酸乙酯中进行超声分散10min，得到质量浓度为0.1mg/mL的石墨烯分散液。
将90mg的氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀；然后在搅拌条件下于温度100℃下加热回流240min，接着在温度80℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料。
阻抗值如图5所示，随着石墨烯的含量逐渐增加，其电阻值越来越小，从而说明它的导电性增加。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (4)

1.一种石墨烯/氟橡胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤A：将石墨烯置于乙酸乙酯中超声分散得到石墨烯分散液；超声分散的时间为10～30min，石墨烯分散液的质量浓度为0.005～0.1mg/mL；
步骤B：将氟橡胶加入到石墨烯分散液中，混合搅拌均匀得到混合液；
步骤C：将混合液在搅拌条件下加热回流，然后在温度75～85℃下冷凝回流，得到所述的石墨烯/氟橡胶复合材料；
所述的石墨烯的平均粒径为30～60μm；
所述的加热回流的温度为80～100℃；加热回流的时间为120～240min；
所述的氟橡胶选自氟橡胶F2311、F2314中的一种。
2.根据权利要求1所述的石墨烯/氟橡胶复合材料的制备方法，其特征在于所述的石墨烯与氟橡胶的质量比不大于1:10。
3.根据权利要求2所述的石墨烯/氟橡胶复合材料的制备方法，其特征在于所述的石墨烯与氟橡胶的质量比为0.2～1：10。
4.一种由权利要求1-3任一项所述的石墨烯/氟橡胶复合材料的制备方法制备而得的石墨烯/氟橡胶复合材料。
CN201610331557.2A 2016-05-18 2016-05-18 石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN105968658B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610331557.2A CN105968658B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610331557.2A CN105968658B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105968658A CN105968658A (zh) 2016-09-28
CN105968658B true CN105968658B (zh) 2018-05-01

Family

ID=56957098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610331557.2A Expired - Fee Related CN105968658B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105968658B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107964061B (zh) * 2016-10-19 2019-07-09 中昊晨光化工研究院有限公司 一种石墨烯改性氟橡胶及其制备方法
CN111471186B (zh) * 2020-05-29 2023-01-24 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种高性能共聚液态氟橡胶、制备方法及应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104130753A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 西南科技大学 一种高导热导电碳纳米复合材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104130753A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 西南科技大学 一种高导热导电碳纳米复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Graphene oxide-integrated high-temperature durable fluoroelastomer for petroleum oil sealing;Junhua Wei等;《Composites Science and Technology》;20131223;第92卷;第126-133页 *
碳纳米管表面处理对碳纳米管/氟橡胶复合材料形貌及界面作用的影响;徐涛等;《高分子材料科学与工程》;20110531;第27卷(第5期);第71-74页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105968658A (zh) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Feng et al. Preparation and characterization of epoxy resin filled with Ti3C2Tx MXene nanosheets with excellent electric conductivity
CN105271217B (zh) 一种氮掺杂的三维石墨烯的制备方法
CN104108700B (zh) 一种石墨烯材料粉体及制备方法
Mu et al. Controllable carbonization of plastic waste into three-dimensional porous carbon nanosheets by combined catalyst for high performance capacitor
CN103937016A (zh) 一种制备石墨烯/高分子乳液复合薄膜材料的喷涂方法
CN105968658B (zh) 石墨烯/氟橡胶复合材料及其制备方法
Huang et al. Research on high-value utilization of carbon derived from tobacco waste in supercapacitors
Wang et al. Synchronous defect and interface engineering of NiMoO4 nanowire arrays for high-performance supercapacitors
Markoulidis et al. Composite electrodes of activated carbon and multiwall carbon nanotubes decorated with silver nanoparticles for high power energy storage
CN103011151A (zh) 一种利用伽马射线制备石墨烯/镍纳米复合材料的方法
Pang et al. Facile synthesis of core-shell structured SiO2@ carbon composite nanorods for high-performance lithium-ion batteries
Liu et al. Biomass-derived graphitic carbon encapsulated Fe/Fe3C composite as an anode material for high-performance lithium ion batteries
US20160167011A1 (en) Method for producing a graphene
Wang et al. Synthesis and enhanced ethanol gas sensing properties of the g-C3N4 nanosheets-decorated tin oxide flower-like nanorods composite
Du et al. Free-standing rGO-CNT nanocomposites with excellent rate capability and cycling stability for Na2SO4 aqueous electrolyte supercapacitors
Li et al. Directly grown multiwall carbon nanotube and hydrothermal MnO2 composite for high-performance supercapacitor electrodes
Bogdanovskaya et al. Modified carbon nanotubes: surface properties and activity in oxygen reduction reaction
Xu et al. Study on the surface modification of Sb2O3 nanoparticles by using mechanochemical method
Henriques et al. Nano-confined tin oxide in carbon nanotube electrodes via electrostatic spray deposition for lithium-ion batteries
Lin et al. Oxygen-deficient stannic oxide/graphene for ultrahigh-performance supercapacitors and gas sensors
Chiu et al. Mixed-phase MnO2/N-containing graphene composites applied as electrode active materials for flexible asymmetric solid-state supercapacitors
Luo et al. Structure-Engineered Core–Shell Ni–Co–O/NiCo-LDH Nanospheres as High-Performance Supercapacitor Electrodes
Hung et al. Enhanced activity of hierarchical nanostructural birnessite-MnO2-based materials deposited onto nickel foam for efficient supercapacitor electrodes
Luo et al. The enhancing effect of stable oxygen functional groups on porous-carbon-supported Pt catalysts for alkaline hydrogen evolution
CN106633715A (zh) 一种石墨烯改性炭黑/碳酸钙/聚己内酯复合导电高分子材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180501

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee