CN106700107A - 聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，步骤如下：将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟，同时将1g聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，90°C搅拌至溶解，将两种溶液混合，碳纳米管的含量为0.2-3wt%，后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液，然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上，60°C下烘干直到质量恒定，得到复合材料薄膜。本发明的方法制备的复合材料在物理性能上大大提高。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法。
背景技术
碳纳米管（CNT）可以看作是由石墨烯卷曲而成并且无缝连接的圆柱体，根据卷曲的石墨烯层数的不同，CNT又可以分为单壁碳纳米管（SWNT）和多壁碳纳米管（MWNT）两大类。CNT由于优异的机械性能以及优良的传导性能，自从被发现以来就引起了科学界和工业界的广泛兴趣。尤其是它极高的强度和硬度，使它成为一种理想的一维填料，用于对聚合物复合材料的增强。通常，SWNT被认为是更适合用于对聚合物的增强，因为SWNT具有更小的尺寸，更高的比表面积，以及更好的晶体结构。但是，在实际应用中，对SWNT的分散一直是一个很大的难题，同时，制备SWNT时较高的成本以及难以提纯也制约了SWNT的大规模使用。
相比于SWNT，气相沉积法（CVD）合成的MWNT在成本上远低于SWNT，而且也更容易在溶剂或聚合物基体中分散，所以，在制备聚合物复合材料时，人们更多选择了MWNT。在过去的十几年中，研究者们付出了大量的努力，试图将MWNT优良的性能完全应用到聚合物复合材料中。一些影响增强效果的因素，比如较低的分散性和较弱的界面结合力，也已经在很大程度上通过物理方法或化学方法得到了解决。此前的文献也证明了控制MWNT在聚合物中得分散性以及与聚合物的界面强度，就能得到较好的增强效果。
但是，除了以上两个影响增强效果的因素外，另一个很重要的因素却往往被忽视，那就是MWNT与聚合物基体的接触面积，即MWNT的有效界面面积。在MWNT复合材料中，由于只有最外层的石墨烯壁能与聚合物接触，所以MWNT的有效界面面积通常比SWNT小一个数量级以上。而应力传递时，只有最外层与聚合物基体接触的地方能接受并承受外界的应力。这个差异能解释为什么分散良好的SWNT增强效果总是好于MWNT，这在最近的一些文献中同样得到证明。但是以前的工作主要集中在MWNT的分散以及表面改性上，所以有效界面面积较小这一缺点始终没有得到解决。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法。
一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，步骤如下：将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟，同时将1g
聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，90°C搅拌至溶解，将两种溶液混合，碳纳米管的含量为0.2-3 wt%，后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液，然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上，60°C下烘干直到质量恒定，得到复合材料薄膜。
本发明的方法制备的复合材料在物理性能上大大提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，步骤如下：将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟，同时将1g
聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，90°C搅拌至溶解，将两种溶液混合，碳纳米管的含量为0.5 wt%，后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液，然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上，60°C下烘干直到质量恒定，得到复合材料薄膜。
实施例2
一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，步骤如下：将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟，同时将1g
聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，90°C搅拌至溶解，将两种溶液混合，碳纳米管的含量为2 wt%，后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液，然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上，60°C下烘干直到质量恒定，得到复合材料薄膜。
实施例3
一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，步骤如下：将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟，同时将1g
聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，90°C搅拌至溶解，将两种溶液混合，碳纳米管的含量为1 wt%，后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液，然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上，60°C下烘干直到质量恒定，得到复合材料薄膜。
Claims (1)
1.一种聚乙烯醇-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟，同时将1g 聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，90°C搅拌至溶解，将两种溶液混合，碳纳米管的含量为0.2-3 wt%，后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液，然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上，60°C下烘干直到质量恒定，得到复合材料薄膜。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107312318A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-03 | 合肥泓定科技有限公司 | 一种石墨烯导电复合材料及其制备方法 |
| CN114230827A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-25 | 成都大学 | 一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107312318A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-03 | 合肥泓定科技有限公司 | 一种石墨烯导电复合材料及其制备方法 |
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| CN114230827B (zh) * | 2021-12-22 | 2024-02-06 | 成都大学 | 一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用 |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170524 |