CN112062980A - 一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 - Google Patents
一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112062980A CN112062980A CN202010885160.4A CN202010885160A CN112062980A CN 112062980 A CN112062980 A CN 112062980A CN 202010885160 A CN202010885160 A CN 202010885160A CN 112062980 A CN112062980 A CN 112062980A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene oxide
- aminopropyltriethoxysilane
- modified graphene
- tetrahydrofuran
- gap
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
- C08J3/21—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase
- C08J3/215—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase at least one additive being also premixed with a liquid phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/194—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/04—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by auto-decomposition of single substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2371/02—Polyalkylene oxides
-
- 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
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- 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
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法,该方法用于制备3‑氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物。本发明的合成的一种3‑氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP‑ETPE)复合物可以提高原有GAP‑ETPE的热稳定性,热分解温度推迟了0.6℃~5.0℃,并降低原有GAP‑ETPE的玻璃化温度,降低温度范围1.0℃~3.3℃,并且制备方法容易,成本较低。
Description
技术领域
本发明属于含能材料领域,具体涉及一种氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物的制备方法。
背景技术
含能热塑性弹性体(ETPE)作为固体推进剂粘合剂,可赋予推进剂高能量、钝感、低特征信号和可回收等优点。叠氮类含能热塑性弹性体具有放热量大、分解时不需要耗氧、与硝胺类炸药具有良好的相容性等优点得到了人们广泛关注。其中以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基ETPE为代表。基于GAP-ETPE粘合剂的固体推进剂已成为热塑性弹性体推进剂的研究热点。
由于GAP-ETPE链较短并且叠氮基(-N3)的存在,限制了聚合物的流动性,从而导致其力学性能较差。目前改善GAP-ETPE力学性能的方法主要是在其制备中引入很多方法。胡义文等在固体火箭技术,2016,39(4):492~496《GAP-PCL含能热塑性弹性体的合成及力学性能》一文公开了一种GAP-PCL含能热塑性弹性体的合成方法,该方法通过溶液共聚,以一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂,合成得到聚叠氮缩水甘油醚/聚己内酯(GAP/PCL)含能热塑性弹性体,研究比较-NCO/-OH摩尔比(R值)、扩链剂用量、异氰酸酯种类和软段中GAP/PCL质量比对ETPE力学性能的影响。此方法是对GAP-ETPE的合成方法进行改进,从而影响GAP-ETPE的力学性能,并没有改善已合成的GAP-ETPE的力学性能。王建峰等在火炸药学报,2016,39(2):45~49《BAMO-GAP基ETPE的合成与性能研究》一文公开了用预聚体法合成了BAMO-GAP基ETPE,该方法是使用GAP为软段,3'-二叠氮甲基氧丁环均聚物(PBAMO)和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为硬段,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂合成了GAP-ETPE,并通过改变料比改善其力学性能。但此方法也是对GAP-ETPE的合成方法进行改进,从而影响GAP-ETPE的力学性能,并没有改善已合成的GAP-ETPE的力学性能,并且此方法会提高GAP-ETPE的玻璃化温度。
玻璃化转变是聚合物的一种普遍现象,聚合物发生玻璃化转变时,许多物理性能发生了急剧变化,特别是力学性能。对于ETPE而言,当温度降低到发生玻璃化转变时,其高弹性性能会丧失,变成硬而脆的塑料。
发明内容
为了解决现有技术存在的缺陷或者不足,本发明公开的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物的制备方法。
为了实现上述技术任务,本发明采用如下技术方案予以实现:
一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法,该方法用于制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物,该方法包括如下步骤:
步骤1,制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯;
步骤2,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入四氢呋喃中,在20~35℃的温度范围内超声分散1~2h,其中氨基功能化氧化石墨烯和四氢呋喃的用量比为10mg~60mg:20g~150g,得到氨基功能化氧化石墨烯分散液;
步骤3,将GAP-ETPE加入到四氢呋喃中,在20~35℃的温度范围内搅拌1~2h,其中GAP-ETPE和四氢呋喃的用量比4.0g~6.0g:100g~200g,待GAP-ETPE完全溶解,得到GAP-ETPE与四氢呋喃混合溶液;
步骤5,将步骤3得到的氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入步骤4得到的GAP-ETPE与四氢呋喃混合溶液中,20~40℃下搅拌0.5~1h,待均匀后,常温放置1~2个星期,在30~40℃下烘干2~4h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物。
进一步地,所述的步骤1,制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯,具体包括如下步骤:
步骤1-1,将氧化石墨烯与四氢呋喃按照质量比20~100mg:35.6g~222.5g进行混合;
步骤1-2,将步骤1-1得到的混合物,在20~35℃的温度范围内超声分散1~2h后,再加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷,其中氧化石墨烯、四氢呋喃按照、3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为20~100mg:35.6g~222.5g:3.76*10-3mg~2.82*10-2mg;
步骤1-3,将步骤1-2得到的混合反应物,在60~70℃的温度范围内搅拌反应6~8h,离心,洗涤,干燥,得到粉末状3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯。
本发明与现有技术相比,具有以下有益技术效果:
(1)本申请涉及的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯在经过水合肼还原烘干后,超声0.5~2h,可稳定分散在N,N-二甲基甲酰胺(DMF),二甲亚砜(DMSO),乙醇,四氢呋喃(THF)等有机溶剂中。
(2)本发明的合成的一种3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物可以提高原有GAP-ETPE的热稳定性,热分解温度推迟了0.6℃~5.0℃,并降低原有GAP-ETPE的玻璃化温度,降低温度范围1.0℃~3.3℃,并且制备方法容易,成本较低。
以下结合具体实施方式对本本发明的详细内容给与解释说明。
附图说明
图1是本发明的实施例涉及的制备原料GAP-ETPE应变应力图。
图2是本发明的实施例涉及的制备原料GAP-ETPE热分解图。
图3是本发明的实施例涉及的制备原料GAP-ETPE玻璃化温度图。
图4是本发明的实施例1制备的氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应变应力图。图5是本发明的实施例1制备的氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物热分解图。
图6是本发明的实施例1制备的氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物玻璃化温度图。
图7是本发明的实施例1制备的氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物SEM图。
图8是本发明的实施例1制备的氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物XRD图。
图9是本发明根据现有技术得到的反应物GAP-ETPE红外图。
图10是本发明的实施例1制备的氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物红外图。
图11是本发明实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯红外图。
图12是本发明实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯XPS图。
图13是本发明实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯SEM图。
图14是本发明的实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯拉曼图。
图15是本发明实施例15还原的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯SEM图。
以下结合附图及具体实施方式对本发明的具体内容作进一步详细说明。
具体实施方式
氧化石墨烯作为一种二维的碳纳米结构材料在纳米复合材料﹑传感器﹑储氢电容器和电池等领域甚受关注。氧化石墨烯具有极高的力学性能﹑良好的生物相容性﹑优越的电子运输能力和优良的电化学性能,使得它成为一种较为理想的改善材料力学性能的化合物。
遵循本发明的整体技术方案,需要说明的是:
本发明所使用的氧化石墨烯原料通过经销商北京百灵威科技有限公司购买。聚叠氮缩水甘油醚(GAP),相对分子质量3000,为西安近代化学研究所市售产品。
本申请制备原料中涉及的聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE),具体制备方法均根据《GAP-ETPE/NC共混聚合物的制备与性能》,含能材料,24(4):331-335文献中披露的方法制备而成。
GAP-ETPE相对分子质量30000,应力为4.55MPa,应变为9.82,热分解温度为235.1℃,玻璃化温度(Tf)为-27.6℃。其中图1,2,3分别为本发明制备原料GAP-ETPE的应变应力图、热分解图和玻璃化温度图。
第一部分关于 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的制备实施例
实施例1
将20mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入60g四氢呋喃中,在25℃超声分散1.5h,将GAP-ETPE 4.0g加入到100g四氢呋喃中,在23℃搅拌1.5h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,30℃下对体系搅拌1h,待均匀后倒入模具中。常温放置2个星期后,在35℃下烘干3.0h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物4.0g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为7.51MPa,较GAP-ETPE提高了2.96MPa,应变为12.31,提高了2.52,热分解温度为240.1℃,较GAP-ETPE提高了5.0℃,玻璃化温度为-30.9℃,较GAP-ETPE降低了3.3℃。其中图4,5,6分别为实施例1制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的应变应力图、热分解图和玻璃化温度图。
结构分析
1.扫描电镜(SEM)分析
分析电镜结果,氨基功能化氧化石墨烯嵌在GAP-ETPE中,可以看见氨基功能化氧化石墨烯的片状结构和GAP-ETPE的胶状结构。图7是实施例1制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的SEM图。
2.X-射线衍射谱图(XRD)分析
在目标化合物氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物的XRD谱图中可以看出,GAP-ETPE主要由ETPE中的软段无定型衍射峰(2θ=21.20)和硬段长程有序结构的结晶衍射峰(2θ=23.5)组成。而出现在2θ=9.87的峰为氨基功能化氧化石墨烯的峰。
3.红外分析
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的红外图谱与/GAP-ETPE复合物的红外图谱相似,因为氨基功能化氧化石墨烯加入量少,其特征峰如Si-O键在红外中不明显,而其它的特征峰如羟基、羰基、烷氧基等官能团,GAP-ETPE中也有。图9是GAP-ETPE的红外图。图10是实施例1制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的红外图。
实施例2
将60mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入150g四氢呋喃中,在35℃超声分散2.0h,将GAP-ETPE 6.0g加入到200g四氢呋喃中,在34℃搅拌2.0h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,39℃下对体系搅拌1h,待均匀后倒入模具中。常温放置2个星期后,在38℃下烘干4.0h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物6.0g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为7.48MPa,应变为12.26,热分解温度为238.4℃,玻璃化温度为-30.0℃。
实施例3
将55mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入125g四氢呋喃中,在33℃超声分散1.0h,将GAP-ETPE5.9g加入到190g四氢呋喃中,在33℃搅拌1.5h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,36℃下对体系搅拌0.8h,待均匀后倒入模具中。常温放置1个星期后,在37℃下烘3.5h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物5.9g。3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物应力为6.84MPa,应变为12.06,热分解温度为239.7℃,玻璃化温度为-30.6℃。
实施例4
将51mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入118g四氢呋喃中,在24℃超声分散1.5h,将GAP-ETPE 4.9g加入到195g四氢呋喃中,在31℃搅拌1.8h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,32℃下对体系搅拌0.6h,待均匀后倒入模具中。常温放置1.5个星期后,在36℃下烘3.1h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物4.9g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为6.57MPa,应变为12.04,热分解温度为238.4℃,玻璃化温度为-29.5℃。
实施例5
将47mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入124g四氢呋喃中,在28℃超声分散1.6h,将GAP-ETPE 5.5g加入到170g四氢呋喃中,在30℃搅拌1.5h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,29℃下对体系搅拌0.5h,待均匀后倒入模具中。常温放置2个星期后,在35℃下烘3.5h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物5.5g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为7.04MPa,应变为11.75,热分解温度为237.6℃,玻璃化温度为-30.9℃。
实施例6
将41mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入107g四氢呋喃中,在25℃超声分散2h,将GAP-ETPE 3.9g加入到160g四氢呋喃中,在26℃搅拌1.3h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,33℃下对体系搅拌0.8h,待均匀后倒入模具中。常温放置1.6个星期后,在30℃下烘3h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物3.9g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为5.87MPa,应变为11.71,热分解温度为238.4℃,玻璃化温度为-28.9℃。
实施例7
将36mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入88g四氢呋喃中,在27℃超声分散1.5h,将GAP-ETPE 5.4g加入到190g四氢呋喃中,在29℃搅拌1.5h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,38℃下对体系搅拌0.9h,待均匀后倒入模具中。常温放置1.4个星期后,在30℃下烘2.5h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物5.4g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为5.14MPa,应变为10.47,热分解温度为236.6℃,玻璃化温度为-29.4℃。
实施例8
将30mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入96g四氢呋喃中,在31℃超声分散1.8h,将GAP-ETPE 6.0g加入到195g四氢呋喃中,在20℃搅拌1.4h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,35℃下对体系搅拌1.0h,待均匀后倒入模具中。常温放置2个星期后,在36℃下烘3h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物6.0g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为6.97MPa,应变为11.52,热分解温度为239.3℃,玻璃化温度为-30.7℃。
实施例9
将27mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入67g四氢呋喃中,在22℃超声分散1.0h,将GAP-ETPE4.2g加入到104g四氢呋喃中,在26℃搅拌1.4h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,32℃下对体系搅拌0.6h,待均匀后倒入模具中。常温放置1个星期后,在35℃下烘2.5h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物4.2g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为5.69MPa,应变为10.98,热分解温度为237.9℃,玻璃化温度为-29.4℃。
实施例10
将24mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入58g四氢呋喃中,在26℃超声分散1.8h,将GAP-ETPE5.7g加入到187g四氢呋喃中,在24℃搅拌2.0h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,35℃下对体系搅拌0.5h,待均匀后倒入模具中。常温放置1.6个星期后,在32℃下烘3.4h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物5.7g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为7.19MPa,应变为11.85,热分解温度为239.7℃,玻璃化温度为-30.8℃。
实施例11
将20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入46g四氢呋喃中,在29℃超声分散1.4h,将GAP-ETPE4.1g加入到115g四氢呋喃中,在26℃搅拌1.4h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,27℃下对体系搅拌0.7h,待均匀后倒入模具中。常温放置1.2个星期后,在31℃下烘2.4h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物4.1g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为5.41MPa,应变为10.76,热分解温度为235.9℃,玻璃化温度为-30.4℃。
实施例12
将16mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入32g四氢呋喃中,在26℃超声分散1.6h,将GAP-ETPE5.2g加入到150g四氢呋喃中,在35℃搅拌1.4h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,34℃下对体系搅拌0.8h,待均匀后倒入模具中。常温放置2个星期后,在33℃下烘3.5h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物5.2g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为6.74MPa,应变为11.69,热分解温度为238.7℃,玻璃化温度为-30.9℃。
实施例13
将13mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入28g四氢呋喃中,在20℃超声分散2.0h,将GAP-ETPE4.0g加入到114g四氢呋喃中,在21℃搅拌1.1h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,27℃下对体系搅拌0.6h,待均匀后倒入模具中。常温放置1个星期后,在32℃下烘2.1h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物4.0g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为7.14MPa,应变为12.04,热分解温度为240.0℃,玻璃化温度为-30.7℃。
实施例14
将10mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入20g四氢呋喃中,在23℃超声分散1.5h,将GAP-ETPE5.0g加入到124g四氢呋喃中,在30℃搅拌1.5h,待GAP-ETPE完全溶解;将氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入GAP-ETPE溶液中,30℃下对体系搅拌0.5h,待均匀后倒入模具中。常温放置1.7个星期后,在36℃下烘3.6h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)复合物5.0g。氨基功能化氧化石墨烯/GAP-ETPE复合物应力为5.74MPa,应变为11.46,热分解温度为237.4℃,玻璃化温度为-29.9℃。
第二部分 关于3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯制备实施例
本发明的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物制备方法,其中步骤1制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯,还包括如下步骤:
步骤1-1,将氧化石墨烯与四氢呋喃按照质量比20~100mg:35.6g~222.5g进行混合;
步骤1-2,将步骤1-1得到的混合物,在20~35℃的温度范围内超声分散1~2h后,再加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷,其中氧化石墨烯、四氢呋喃按照、3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为20~100mg:35.6g~222.5g:3.76*10-3mg~2.82*10-2mg;
步骤1-3,将步骤1-2得到的混合反应物,在60~70℃的温度范围内搅拌反应6~8h,离心,洗涤,干燥,得到粉末状3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯。
为了更好的验证本发明给出的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯制备方法的可靠性,申请人也进行了大量的实验进行验证,最终证明该方法涉及的配方可行性,以及对最终产物3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的效果一致性。
申请人也为此给出一系列制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的制备实施例,具体如下:
实施例15
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将20mg氧化石墨烯加入35.6g四氢呋喃中,在25℃超声分散1.5h,然后加入3.76*10-3mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,70℃反应8.0h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯30mg。
结构鉴定:
1.红外分析
在目标化合物3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的红外光谱中可以看出,氧化石墨中1740cm-1处的羰基伸缩振动吸收峰已经移至1636cm-1,相应的氧化石墨中1248cm-1处的环氧基特征吸收峰变得非常弱,甚至消失,说明3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的部分氨基与氧化石墨中的环氧基发生了加成反应。改性氧化石墨在1040cm-1处出现了Si-O-Si键的伸缩振动吸收峰,这是由3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的部分烷氧基经水解缩合而形成的。说明氧化石墨烯表面已被3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性。图11是实施例15制备的3-巯基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯红外图。
2.X射线光电子能谱(XPS)分析
XPS谱图显示,氧化石墨烯只含有289eV和535eV两个C1s和O1s特征峰。对比氧化石墨烯和发现3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的表征结果,发现3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯除了C1s和O1s特征峰外,还在402eV和102eV处出现新的N1s和Si2p谱峰。该结果证明3-氨基丙基三乙氧基硅烷成功接枝在氧化石墨烯结构中。图12是实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯XPS图。
3.扫描电镜(SEM)分析
分析电镜结果,3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的片状结构明显存在,未发生大规模团聚。并且功能化后,3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯片层上面的褶皱明显变多。图13是实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯SEM图。
4.拉曼分析
NH-Si-FGO的拉曼图谱显示其D峰和G峰分别出现在1355cm-1和1599cm-1。拉曼光谱的D带与G带的强度比也表示sp3/sp2碳原子比。其中,NH-Si-FGO的ID/IG=1.119,高于GO的ID/IG=1.027。这是由于GO被功能化后,sp3杂环碳原子增多的原因。图14是实施例15制备的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯拉曼图。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯15mg。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。图15是实施例15还原的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯SEM图。
实施例16
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将40mg氧化石墨烯加入100g四氢呋喃中,在25℃超声分散1h,然后加入9*10-3mg3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在60℃反应7.0h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯58mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图结果中同样发现,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例17
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将60mg氧化石墨烯加入140g四氢呋喃中,在30℃下超声分散2h,然后加入1.00*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在65℃反应7h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯85mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图SEM图结果中同样看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例18
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将80mg氧化石墨烯加入190g四氢呋喃中,在35℃的温度下超声分散1.0h,然后加入1.63*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在68℃反应7.5h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯114mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图SEM图结果中同样看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例19
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将100mg氧化石墨烯加入222.5g四氢呋喃中,在30℃超声分散1.0h,然后加入2.82*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在69℃反应7.0h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯149mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图结果中同样看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例20
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将90mg氧化石墨烯加入200g四氢呋喃中,在32℃超声分散1.2h,然后加入2.69*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在67℃反应7.5h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯130mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例21
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将85mg氧化石墨烯加入184g四氢呋喃中,在33℃超声分散1.6h,然后加入2.47*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在68℃反应7.2h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯124mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例22
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将95mg氧化石墨烯加入217g四氢呋喃中,在22℃超声分散1.4h,然后加入2.64*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在66℃反应7.3h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯140mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例23
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将80mg氧化石墨烯加入174.9g四氢呋喃中,在21℃超声分散1.3h,然后加入2.01*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在64℃反应6.4h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯114mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例24
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将77mg氧化石墨烯加入180g四氢呋喃中,在24℃超声分散1.0h,然后加入1.99*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在64℃反应7.0h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯106mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例25
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将73mg氧化石墨烯加入177g四氢呋喃中,在26℃超声分散1.1h,然后加入1.80*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在62℃反应6.5h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯105mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例26
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将69mg氧化石墨烯加入174g四氢呋喃中,在27℃超声分散1.2h,然后加入1.74*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在61℃反应6.3h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯103mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例27
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将64mg氧化石墨烯加入169g四氢呋喃中,在34℃超声分散1.6h,然后加入1.71*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在64℃反应7.6h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯93mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例28
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将56mg氧化石墨烯加入150g四氢呋喃中,在35℃超声分散1.4h,然后加入1.34*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在69℃反应7.1h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯80mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例29
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将50mg氧化石墨烯加入130g四氢呋喃中,在20℃超声分散1.4h,然后加入1.01*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在60℃反应7.0h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯72mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例30
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将44mg氧化石墨烯加入100g四氢呋喃中,在25℃超声分散2.0h,然后加入1.01*10-2mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在66℃反应6.4h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯60mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例31
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将36mg氧化石墨烯加入89g四氢呋喃中,在21℃超声分散1.6h,然后加入8.8*10-3mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在64℃反应6.4h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯51mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例32
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将32mg氧化石墨烯加入74g四氢呋喃中,在26℃超声分散1.9h,然后加入7.48*10-3mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在65℃反应7.0h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯44mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例33
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将28mg氧化石墨烯加入51g四氢呋喃中,在30℃超声分散1.5h,然后加入6.17*10-3mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在67℃反应6.8h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯37mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
实施例34
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成
将24mg氧化石墨烯加入41g四氢呋喃中,在34℃超声分散1.1h,然后加入5.04*10-3mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷,在64℃反应6.5h,离心,洗涤,干燥,得到黑色粉末3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯33mg。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的还原
将洗涤后烘干的20mg 3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯分散于40mL四氢呋喃中,超声0.5h后,加入0.5g水合肼,于70℃下还原6h;再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物,并烘干,得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯。称取10mg烘干后的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯,分别分散于DMF,DMSO,乙醇,THF,丙酮中,超声0.5~2h后,得到稳定的分散液,24h后不会出现沉淀和分层。从该实施例的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性石墨烯的SEM图中同样可以看出,还原后的石墨烯未出现团聚现象。
Claims (2)
1.一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法,该方法用于制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物,其特征在于:该方法包括如下步骤:
步骤1,制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯;
步骤2,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯加入四氢呋喃中,在20~35℃的温度范围内超声分散1~2h,其中氨基功能化氧化石墨烯和四氢呋喃的用量比为10mg~60mg:20g~150g,得到氨基功能化氧化石墨烯分散液;
步骤3,将聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体加入到四氢呋喃中,在20~35℃的温度范围内搅拌1~2h,其中聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体和四氢呋喃的用量比4.0g~6.0g:100g~200g,待聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体完全溶解,得到聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体与四氢呋喃混合溶液;
步骤4,将步骤2得到的氨基功能化氧化石墨烯分散液倒入步骤3得到的聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体与四氢呋喃混合溶液中,20~40℃下搅拌0.5~1h,待均匀后,常温放置1~2个星期,在30~40℃下烘干2~4h得到相应的氨基功能化氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物。
2.如权利要求1所述的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体复合物的制备方法,其特征在于,所述的步骤1,制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯,具体包括如下步骤:
步骤1-1,将氧化石墨烯与四氢呋喃按照质量比20~100mg:35.6g~222.5g进行混合;
步骤1-2,将步骤1-1得到的混合物,在20~35℃的温度范围内超声分散1~2h后,再加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷,其中氧化石墨烯、四氢呋喃按照、3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为20~100mg:35.6g~222.5g:3.76*10-3mg~2.82*10-2mg;
步骤1-3,将步骤1-2得到的混合反应物,在60~70℃的温度范围内搅拌反应6~8h,离心,洗涤,干燥,得到粉末状3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010885160.4A CN112062980B (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010885160.4A CN112062980B (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112062980A true CN112062980A (zh) | 2020-12-11 |
CN112062980B CN112062980B (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=73660789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010885160.4A Active CN112062980B (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112062980B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115784822A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-14 | 西安近代化学研究所 | 一种氨基功能化氧化石墨烯/bamo-ammo-etpe复合物的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106589496A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 厦门克立橡塑有限公司 | 一种功能化橡胶/改性氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
CN106892425A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-27 | 山东金城石墨烯科技有限公司 | 一种硝基化石墨烯的制备方法 |
CN108178143A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-19 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种氟化石墨烯材料及其制备方法与应用 |
US20180272565A1 (en) * | 2015-12-03 | 2018-09-27 | Nanotek Instruments, Inc. | Chemical-free production of graphene-polymer pellets and graphene-polymer nanocomposite products |
CN109206287A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-01-15 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种压装型高密度富燃料推进剂及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-28 CN CN202010885160.4A patent/CN112062980B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180272565A1 (en) * | 2015-12-03 | 2018-09-27 | Nanotek Instruments, Inc. | Chemical-free production of graphene-polymer pellets and graphene-polymer nanocomposite products |
CN106589496A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 厦门克立橡塑有限公司 | 一种功能化橡胶/改性氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
CN106892425A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-27 | 山东金城石墨烯科技有限公司 | 一种硝基化石墨烯的制备方法 |
CN108178143A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-19 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种氟化石墨烯材料及其制备方法与应用 |
CN109206287A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-01-15 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种压装型高密度富燃料推进剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
叶宝云: "石墨烯材料改性含能复合物的构筑及应用基础研究", 《中国优秀硕博士学位论文全文数据库(博士)》 * |
叶宝云: "石墨烯材料改性含能复合物的构筑及应用基础研究", 《中国优秀硕博士学位论文全文数据库(博士)》, 16 July 2018 (2018-07-16), pages 105 - 108 * |
张驰等: "碳纳米管交联改性叠氮缩水甘油醚聚合物粘合剂胶片的制备及性能", 《高分子材料科学与工程》 * |
张驰等: "碳纳米管交联改性叠氮缩水甘油醚聚合物粘合剂胶片的制备及性能", 《高分子材料科学与工程》, vol. 29, no. 11, 15 November 2013 (2013-11-15), pages 32 - 44 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115784822A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-14 | 西安近代化学研究所 | 一种氨基功能化氧化石墨烯/bamo-ammo-etpe复合物的制备方法 |
CN115784822B (zh) * | 2022-12-02 | 2023-12-12 | 西安近代化学研究所 | 一种氨基功能化氧化石墨烯/bamo-ammo-etpe复合物的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112062980B (zh) | 2022-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108264755B (zh) | 一种石墨烯-碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备方法 | |
CN105601872A (zh) | 一种羟基硅油和硅烷偶联剂复合改性水性聚氨酯及其制备方法 | |
Jiang et al. | Alkoxysilane functionalized polyurethane/polysiloxane copolymers: Synthesis and the effect of end-capping agent | |
CN112062980B (zh) | 一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 | |
CN113354680B (zh) | 一种生物基反应型阻燃剂、阻燃水性聚氨酯乳液及制备方法 | |
CN101735427B (zh) | 一种聚氨酯的改性方法 | |
JP5278930B2 (ja) | 有機・無機ハイブリッド型防食コーティング剤組成物及びその製造方法 | |
CN112028725B (zh) | 一种氧化石墨烯/gap-etpe复合物的制备方法 | |
CN112047793B (zh) | 一种含能热塑性弹性体复合物的制备方法 | |
CN112047796B (zh) | 一种3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/硝化棉复合物的制备方法 | |
CN114773571B (zh) | 一种金属配位聚氨酯复合材料及其制备方法和应用 | |
Xu et al. | Studies on PBFMO-b-PNMMO alternative block thermoplastic elastomers as potential binders for solid propellants | |
CN112010885B (zh) | 一种3-巯基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯/硝化棉复合物的制备方法 | |
WO2017201852A1 (zh) | 一种高性能轮胎用溶聚丁苯橡胶-聚氨酯弹性体材料及制备方法 | |
CN111234168B (zh) | 非离子型中和剂及其制备方法、水性聚氨酯及其制备方法和应用 | |
CN114539902B (zh) | 一种用于越野车使用的汽车底盘用涂料 | |
Ou et al. | Preparation of polystyrene/silica nanocomposites by radical copolymerization of styrene with silica macromonomer | |
CN111205426B (zh) | 一种耐低温聚氨酯弹性体的制备方法 | |
CN111994903A (zh) | 一种3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯的合成方法 | |
CN114106286B (zh) | 一种液型聚氨酯涂料及其制备方法和应用 | |
CN114316771B (zh) | 一种聚氨酯涂料及其制备方法和应用 | |
KR20150076360A (ko) | 글리시딜아자이드계 열가소성 폴리우레탄 탄성체 및 이의 제조방법 | |
CN115612084B (zh) | 一种耐化学聚碳酸酯材料及其制备方法 | |
Li et al. | Chemical synthesis of chitosan-mimetic polymers via ring-opening metathesis polymerization and their applications in Cu 2+ adsorption and catalytic decomposition | |
CN116082108B (zh) | 一种氧化石墨烯/bamo-ammo-etpe复合物的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |