CN111518315B - 一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111518315B
CN111518315B CN202010382424.4A CN202010382424A CN111518315B CN 111518315 B CN111518315 B CN 111518315B CN 202010382424 A CN202010382424 A CN 202010382424A CN 111518315 B CN111518315 B CN 111518315B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional
composite material
polydopamine
gas
prepared
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.)
Active
Application number
CN202010382424.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111518315A (zh
Inventor
秦余杨
袁凤
史纪新
曹振兴
徐森
朱凯
曹东升
郑玉斌
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.)
Suzhou Luoken Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Changshu Institute of Technology
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 Changshu Institute of Technology filed Critical Changshu Institute of Technology
Priority to CN202010382424.4A priority Critical patent/CN111518315B/zh
Publication of CN111518315A publication Critical patent/CN111518315A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111518315B publication Critical patent/CN111518315B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • 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
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • 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
    • C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • 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
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • 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
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法，利用剪切力破坏三维块体纳米片间的层间作用力，将三维块体纳米片剥离成二维纳米片；在碱性水溶液中盐酸多巴胺会在纳米片表面发生自聚合，生成的聚多巴胺与纳米片间具有强烈的π‑π相互作用，从而同时实现纳米片表面聚多巴胺π‑π共轭改性，同时聚多巴胺修饰的二维纳米片表面羟基和胺基可以与聚乙烯醇分子链上的羟基形成大量的氢键，从而有效提高了纳米片在基体中的分散性和界面结合力，再借助真空辅助抽滤产生的重力作用可有效实现纳米片在基体的定向排列，这方面效应可有效延长气体的扩散路径，从而显著提高复合材料的气体阻隔性能。

Description

一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及一种微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法。
背景技术
自复合材料压力容器诞生以来就被广泛用于国防、交通、石油化工等领域。近年来，随着先进发动机***、新能源汽车等先进技术和装备的发展，为了满足其对高气密性、低重量、多功能等方面的苛刻要求，一种新型的超轻量化的无内衬聚合物复合材料压力容器得到了研究者越来越多的青睐。通常，复合材料压力容器的内衬层占容器总重量的30%以上，因此，无内衬设计可以极大地提高其结构效率，实现有效的减重。然而，采用无内衬设计会严重降低复合材料压力容器的气密性，致使其无法满足高压载荷作用下苛刻的气密性要求，因此，急需高气体阻隔性的聚合物材料。另外，由于轻质、易加工、不易破碎等优势，高阻隔性聚合物材料在包装、农业、工业、医疗等领域的需求也越来越大。为此，开发高气体阻隔性的聚合物材料已成为研究热点之一。
目前，已经报道了多种提高材料阻隔性能的方法，如，填充改性法、共混法、多层复合法及表面处理法等。其中，填充法是指以无机纳米粒子为填料，通过一定方法将其填充到聚合物基体中，从而制得具有优异阻隔性能的纳米复合材料，是目前国际上公认的提高材料气体阻隔性能的有效手段。关于填充改性法研究者重点关注两点：一是纳米填料的选择与处理；二是填料在基体中的分散性与取向控制。二维层状纳米材料由于其较大的长径比，可以与基体形成最大的接触面积，能有效延长气体分子的扩散路径，因而成为气体阻隔性复合材料最理想的纳米填料。片状纳米石墨、石墨烯、层状硅酸盐及氮化硼纳米片已被广泛用于制备气体阻隔性的聚合物复合材料。但现有技术还存在以下问题：（1）纳米填料分散性差，极易发生团聚严重，致使所得复合材料的阻隔性能远低于理论值；（2）纳米填料在基体中无序排列，致使延长气体扩散路径效果受限。因此，如何有效的提高纳米填料在树脂基体中的分散性，从而实现其在树脂基体中高度有序定向排列是高气体阻隔性纳米复合材料领域的研究热点与重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单而有效的基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种表面修饰聚多巴胺的二维纳米片，采用如下步骤制备：
（1）将片状三维纳米粒子分散于无水乙醇中并不断搅拌，随后加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液，继续搅拌，得到混合液；
（2）将盐酸多巴胺加入步骤（1）制得的混合液中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（2）制得的混合液置于高速剪切乳化仪中，高速剪切数小时，得到剪切处理后的分散液；
（4）将步骤（3）制得的分散液进行离心分离，然后取上层清夜进行过滤、洗涤、干燥，得到表面修饰聚多巴胺的二维纳米片。
较佳的，步骤（1）中，片状三维纳米粒子为六方氮化硼粉末和天然石墨中的任意一种。
较佳的，步骤（1）中，片状三维纳米粒子与无水乙醇的用量比为10～50mg：1ml。
较佳的，步骤（1）中，三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液的浓度为0.01～0.04mol/l，pH为8.5～10。
较佳的，步骤（1）中，片状三维纳米粒子与三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液的用量比为6～20mg：1ml。
较佳的，步骤（2）中，片状三维纳米粒子与盐酸多巴胺的质量比为2～6：1。
较佳的，步骤（3）中，在6000～8000rpm的高速剪切速度下，高速剪切3～6h。
较佳的，步骤（4）中，离心转速为2000～5000rpm，离心时间为10～30min。
一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法，具体包括如下步骤：
（a）将上述聚多巴胺修饰的二维纳米片分散于蒸馏水中，并于室温下超声分散20～50min，随后加入一定量的聚乙烯醇树脂（PVA），并继续超声分散30～60min，得到均匀的水溶液；
（b）将步骤（a）制得的水溶液进行真空抽滤，得到的滤膜在真空烘箱中干燥数小时，即得到微结构有序的高气体阻隔性复合材料。
较佳的，步骤（a）中，聚多巴胺修饰的二维纳米片在蒸馏水中的浓度为2～4mg/1ml，其与聚乙烯醇的质量比为1～4：20。
较佳的，步骤（b）中，在50～70oC真空烘箱中干燥24h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明同时实现了二维纳米片的剥离和表面改性，而且工艺简单易行，可室温操作、成本低、生产效率高。
（2）基于聚多巴胺π-π共轭改性的二维纳米片可有效保持纳米片固有的高气体阻隔性能，而且可与聚合物基体形成氢键，解决了纳米片在树脂基体中分散性差、界面结合力低的难题，促进其在高阻隔性复合材料领域的应用。
（3）利用简单的真空抽滤即可实现纳米在树脂基体中的定向排列，可最大限度的延长气体分子的扩散路径，显著提高复合材料的气体阻隔性能。
附图说明
图1为实施例1制得的BNNSs-PDA的透射电镜图。
图2为原始h-BN和实施例1制得的BNNSs-PDA的热失重曲线。
图3为原始h-BN和实施例2制得的BNNSs-PDA的热失重曲线。
图4为原始h-BN和实施例3制得的BNNSs-PDA的热失重曲线。
图5为实施例4制备的表面修饰聚多巴胺的石墨烯的透射电镜。
图6为天然石墨和实施例4制得的石墨烯-PDA的热失重曲线。
图7为对比例1制备的产物的透射电镜图。
图8为原始h-BN和对比例1制得的BNNSs的热失重曲线。
图9为原始h-BN和对比例2制得的产物的热失重曲线。
图10为对比例2制得的产物的扫描电镜图。
具体实施方式
本发明的原理是：在表面修饰聚多巴胺的二维纳米片制备过程，一方面，利用剪切力破坏三维块体纳米片间的层间作用力，将三维块体纳米片剥离成二维纳米片；另一方面，在碱性水溶液中盐酸多巴胺会在纳米片表面发生自聚合，生成的聚多巴胺与纳米片间具有强烈的π-π相互作用，从而同时实现纳米片表面聚多巴胺π-π共轭改性。在复合材料制备过程，一方面，聚多巴胺修饰的二维纳米片表面羟基和胺基可以与聚乙烯醇分子链上的羟基形成大量的氢键，从而有效提高了纳米片在基体中的分散性和界面结合力；另一方面借助真空辅助抽滤产生的重力作用可有效实现纳米片在基体的定向排列。这方面效应可有效延长气体的扩散路径，从而显著提高复合材料的气体阻隔性能。
实施例1
将2g块体六方氮化硼（h-BN）粉末分散于150ml的无水乙醇中并不断搅拌，随后加入400ml三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液，其中缓冲液的浓度为0.03mol/l，pH为8.5。待搅拌均匀后，加入0.5g的盐酸多巴胺，并将分散液置于高速剪切乳化仪中，在7000rpm的转数下，高速剪切5h。将剪切处理后的混合液在4000rpm的速度下，离心分离20min，除去未剥离的大块体。取上层清液进行过滤，蒸馏水洗涤至滤液呈中性。将产物置于80oC的真空烘箱中，干燥8h，得到表面修饰聚多巴胺的氮化硼纳米片（BNNSs-PDA）。
图1为制备的BNNSs-PDA的透射电镜图，可见其对电子束高度透明，表明h-BN发生了有效的剥离，得到了超薄的纳米片。图2为原始h-BN和制得的BNNSs-PDA的热失重曲线，可见在BNNSs表面PDA的含量约为3.72%。
实施例2
将2g h-BN粉末分散于150ml的无水乙醇中并不断搅拌，随后加入400ml三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液，其中缓冲液的浓度为0.03mol/l，pH为8.5。待搅拌均匀后，加入1g的盐酸多巴胺，并将分散液置于高速剪切乳化仪中，在7000rpm的转数下，高速剪切5h。将剪切处理后的混合液在4000rpm的速度下，离心分离20min，除去未剥离的大块体。取上层清液进行过滤，蒸馏水洗涤至滤液呈中性。将产物置于80oC的真空烘箱中，干燥8h，得到BNNSs-PDA。由图3为原始h-BN和制得的BNNSs-PDA的热失重曲线，可知制得的BNNSs-PDA中PDA含量约为3.08%。
实施例3
将2g h-BN粉末分散于150ml的无水乙醇中并不断搅拌，随后加入400ml三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液，其中缓冲液的浓度为0.03mol/l，pH为8.5。待搅拌均匀后，加入0.35g的盐酸多巴胺，并将分散液置于高速剪切乳化仪中，在7000rpm的转数下，高速剪切5h。将剪切处理后的混合液在4000rpm的速度下，离心分离20min，除去未剥离的大块体。取上层清液进行过滤，蒸馏水洗涤至滤液呈中性。将产物置于80oC的真空烘箱中，干燥8h，得到BNNSs-PDA。由图4为原始h-BN和制得的BNNSs-PDA的热失重曲线，可知制得的BNNSs-PDA中PDA含量约为2.39%。
实施例4
将2g天然石墨分散于150ml的无水乙醇中并不断搅拌，随后加入400ml三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液，其中缓冲液的浓度为0.03mol/l，pH为8.5。待搅拌均匀后，加入0.5g的盐酸多巴胺，并将分散液置于高速剪切乳化仪中，在7000rpm的转数下，高速剪切5h。将剪切处理后的混合液在4000rpm的速度下，离心分离20min，除去未剥离的大块体。取上层清液进行过滤，蒸馏水洗涤至滤液呈中性。将产物置于80oC的真空烘箱中，干燥8h，得到表面修饰聚多巴胺的石墨烯。图5为制备的表面修饰聚多巴胺的石墨烯的透射电镜，可见其对电子束高度透明，表明天然石墨发生了有效的剥离，得到了超薄的纳米片。图6为天然石墨和制得的石墨烯-PDA的热失重曲线，可知在石墨烯表面PDA的含量约4.06%。
实施例5
将0.104g实施例1制备的BNNSs-PDA分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.9g的PVA并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液在-0.1MPa的真空度下进行真空抽滤，滤膜为孔径为0.22μm的有机膜。抽滤后，将滤膜上的聚合物膜揭下，置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构有序的复合材料薄膜，其中BNNSs在复合材料中质量分数为5%。复合材料的气体阻隔性能列于表1中。
实施例6
将0.103g实施例2制备的BNNSs-PDA分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.9g的PVA，并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液在-0.1MPa的真空度下进行真空抽滤，滤膜为孔径为0.22μm的有机膜。抽滤后，将滤膜上的聚合物膜揭下，置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构有序的复合材料薄膜，其中BNNSs在复合材料中质量分数为5%。复合材料的气体阻隔性能列于表1中。
实施例7
将0.102g实施例3制备的BNNSs-PDA分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.9g的PVA，并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液在-0.1MPa的真空度下进行真空抽滤，滤膜为孔径为0.22μm的有机膜。抽滤后，将滤膜上的聚合物膜揭下，置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构有序的复合材料薄膜，其中BNNSs在复合材料中质量分数为5%。气体阻隔性能列于表1中。对比实施例5、实施例6及实施例7的气体阻隔性能测试结果，可知BNNSs含量相同的条件下，BNNSs表面PDA含量的增加，有利于复合材料阻隔性能的提高。
实施例8
将0.208g实施例1制备的BNNSs-PDA分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.8g的PVA，并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液在-0.1MPa的真空度下进行真空抽滤，滤膜为孔径为0.22μm的有机膜。抽滤后，将滤膜上的聚合物膜揭下，置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构有序的复合材料薄膜，其中BNNSs在复合材料中质量分数为10%。气体阻隔性能列于表1中。
实施例9
将0.312g实施例1制备的BNNSs-PDA分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.7g的PVA，并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液在-0.1MPa的真空度下进行真空抽滤，滤膜为孔径为0.22μm的有机膜。抽滤后，将滤膜上的聚合物膜揭下，置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构有序的复合材料薄膜，其中BNNSs在复合材料中质量分数为15%。气体阻隔性能列于表1中。对比实施例5、实施例8及实施例9的气体阻隔性能测试结果，可知复合材料的气体阻隔性能随着BNNSs-PDA含量的增加而增加。
实施例10
将0.104g实施例4制备的聚多巴胺修饰石墨烯分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.9g的PVA，并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液在-0.1MPa的真空度下进行真空抽滤，滤膜为孔径为0.22μm的有机膜。抽滤后，将滤膜上的聚合物膜揭下，置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构有序的复合材料薄膜，其中石墨烯在复合材料中质量分数为5%。复合材料的气体阻隔性能列于表1中。
对比例1
二维纳米片材料制备过程与实施例1相同，但是在实验过程中不添加盐酸多巴胺。图7为对比例1制备的产物的透射电镜图，可见通过对比例1成功值得了超薄的BNNSs，但由图8可知，对比例1制得的BNNSs表面没有聚多巴胺分子。
对比例2
二维纳米片材料制备过程与实施例1相同，但是在实验过程中不采取高速剪切处理，而是在500rpm的磁力搅拌下室温反应5h。图9为反应产物和原始h-BN的热失重曲线，可见在产物表面接枝了约2.78%的PDA分子。但由图10（产物的扫描电镜图）可知，无高速剪切处理，h-BN无法发生有效的剥离，即对比例2制得的是h-BN-PDA。
对比例3
采用实施例5一样的方法，将对比例1制备的未改性的BNNSs与PVA进行复合，制备微结构有序的复合材料，其气体阻隔性能列于表1中。对比对比例23与实施例5的气体阻隔性能，可见由于PDA的有效改性，实施例5制备的复合材料的气体阻隔性能比对比例3的阻隔性能提高了43.8%。
对比例4
将0.104g实施例1制备的BNNSs-PDA分散于200ml的蒸馏水中，室温下超声分散30min。随后加入1.9g的PVA，并继续超声分散45min。将得到的均匀的水性分散液转移至60oC的水浴锅中，在600rpm的转数下搅拌以便水溶液蒸发，不断搅拌至得到较黏稠的液体。将得到黏稠液倒于模具中，并置于60oC的真空烘箱中，烘干24h后得到微结构无序的复合材料薄膜，其中BNNSs在复合材料中质量分数为5%。复合材料的气体阻隔性能列于表1中。对比对比例4与实施例5的气体阻隔性能，可见由于纳米片的有序排列，实施例5制备的复合材料的气体阻隔性能比对比例4的阻隔性能提高58.1%。
对比例5
采用实施例5一样的方法，将对比例2制备的h-BN-PDA与PVA进行复合，制备微结构有序的复合材料，其气体阻隔性能列于表1中。对比对比例5与实施例5的气体阻隔性能，可见由于h-BN的有效剥离，可与基体形成更大的接触面积，能更有效延长气体分子的扩散路径，实施例5制备的复合材料的气体阻隔性能比对比例5的阻隔性能提高41.9%。
表1 实施例及对比例制得的复合材料的氦漏率
Figure 689709DEST_PATH_IMAGE002
注：利用体积流量测量法实施例和对比例制得的复合材料的氦气阻隔性能进行测试。氦气阻隔性能由氦漏率值来反映，氦漏率值越小，材料的阻隔性能越好，反之，氦漏率值越大，阻隔性能越差。
本发明通过一步原位高速剪切同时实现三维片状纳米粒子的剥离和表面聚多巴胺π-π共轭改性，从而提高纳米片在树脂基体中的分散性和界面结合力；随后，借助真空辅助过滤实现纳米片在树脂基体中的序定向排列，从而显著提高复合材料的气体阻隔性能。

Claims (10)

1.一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（a）将表面修饰聚多巴胺的二维纳米片分散于蒸馏水中，并于室温下超声分散20～50min，随后加入一定量的聚乙烯醇树脂，并继续超声分散30～60min，得到均匀的水溶液；
（b）将步骤（a）制得的水溶液进行真空抽滤，得到的滤膜在真空烘箱中干燥数小时，即得到微结构有序的高气体阻隔性复合材料；
其中，表面修饰聚多巴胺的二维纳米片通过如下步骤制备：
（1）将片状三维纳米粒子分散于无水乙醇中并不断搅拌，随后加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液，继续搅拌，得到混合液；
（2）将盐酸多巴胺加入步骤（1）制得的混合液中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（2）制得的混合液置于高速剪切乳化仪中，在6000～8000rpm的高速剪切速度下，高速剪切3～6h，得到剪切处理后的分散液；
（4）将步骤（3）制得的分散液在转速2000～5000rpm下，离心分离10～30min，然后取上层清夜进行过滤、洗涤、干燥，得到表面修饰聚多巴胺的二维纳米片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（a）中，聚多巴胺修饰的二维纳米片在蒸馏水中的浓度为2～4mg/1ml，其与聚乙烯醇的质量比为1～4：20。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（b）中，在50～70oC真空烘箱中干燥24h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，片状三维纳米粒子为六方氮化硼粉末和天然石墨中的任意一种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，片状三维纳米粒子与无水乙醇的用量比为10～50mg：1ml。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液的浓度为0.01～0.04mol/l，pH为8.5～10。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，片状三维纳米粒子与三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液的用量比为6～20mg：1ml。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，片状三维纳米粒子与盐酸多巴胺的质量比为2～6：1。
9.如权利要求1-8任一所述的方法制备的高气体阻隔性复合材料。
10.如权利要求1-8任一所述的方法制备的高气体阻隔性复合材料在气体阻隔中的应用。
CN202010382424.4A 2020-05-08 2020-05-08 一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法 Active CN111518315B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010382424.4A CN111518315B (zh) 2020-05-08 2020-05-08 一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010382424.4A CN111518315B (zh) 2020-05-08 2020-05-08 一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111518315A CN111518315A (zh) 2020-08-11
CN111518315B true CN111518315B (zh) 2022-01-07

Family

ID=71905173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010382424.4A Active CN111518315B (zh) 2020-05-08 2020-05-08 一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111518315B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112375369A (zh) * 2020-11-27 2021-02-19 四川大学 一种界面超分子增强纳米复合材料及其制备方法
CN114427086B (zh) * 2022-01-08 2022-10-11 华中科技大学 一种Al2O3纳米片增强ZrO2阻氚涂层及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106279676A (zh) * 2016-08-12 2017-01-04 湖北汽车工业学院 一种高阻隔氧化石墨烯/尼龙6伸直链晶体及制备方法
CN106554514A (zh) * 2016-10-28 2017-04-05 上海大学 一种用聚多巴胺修饰氮化硼纳米片表面的方法
CN107541033A (zh) * 2017-08-30 2018-01-05 华南理工大学 一种高气体阻隔性纳米复合材料及其制备方法
CN110229518A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 陕西科技大学 一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料及其制备方法
CN110818939A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 电子科技大学 一种水氧阻隔柔性薄膜、制备方法及应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105038222B (zh) * 2015-08-11 2017-09-01 河南科技大学 一种石墨烯/聚乙烯亚胺阻气复合膜及其制备方法
CN109096990A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 表面改性的研磨颗粒、研磨制品以及其形成方法
CN109037498B (zh) * 2018-07-26 2021-09-24 广州埃米石墨烯科技有限公司 一种锂离子电池取向石墨烯软包装膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106279676A (zh) * 2016-08-12 2017-01-04 湖北汽车工业学院 一种高阻隔氧化石墨烯/尼龙6伸直链晶体及制备方法
CN106554514A (zh) * 2016-10-28 2017-04-05 上海大学 一种用聚多巴胺修饰氮化硼纳米片表面的方法
CN107541033A (zh) * 2017-08-30 2018-01-05 华南理工大学 一种高气体阻隔性纳米复合材料及其制备方法
CN110229518A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 陕西科技大学 一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料及其制备方法
CN110818939A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 电子科技大学 一种水氧阻隔柔性薄膜、制备方法及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王雪银.纳米石墨片/聚合物复合材料的制备及气体阻隔性能研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.中国学术期刊（光盘版）电子杂志社,2018,(第07期),B015-87. *
纳米石墨片/聚合物复合材料的制备及气体阻隔性能研究;王雪银;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;中国学术期刊（光盘版）电子杂志社;20180715(第07期);B015-87 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111518315A (zh) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yu et al. Polymer composites based on hexagonal boron nitride and their application in thermally conductive composites
Huang et al. Boron nitride@ graphene oxide hybrids for epoxy composites with enhanced thermal conductivity
Zhong et al. The effects of the hexagonal boron nitride nanoflake properties on the thermal conductivity of hexagonal boron nitride nanoflake/silicone rubber composites
CN111518315B (zh) 一种基于微结构有序的高气体阻隔性复合材料及其制备方法
CN107325268B (zh) 一种石墨烯/pet纳米复合材料及其制备方法
Mahmoudian et al. A facile approach to prepare regenerated cellulose/graphene nanoplatelets nanocomposite using room-temperature ionic liquid
CN111394080A (zh) 一种稠油降粘剂及其使用方法
Yuan et al. Surface modification of BNNS bridged by graphene oxide and Ag nanoparticles: a strategy to get balance between thermal conductivity and mechanical property
CN113929927B (zh) 一种聚乙烯醇-改性氧化石墨烯纳米复合水分散液及其制备方法
Kirillina et al. Nanocomposites based on polytetrafluoroethylene and ultrahigh molecular weight polyethylene: A brief review
CN111232966A (zh) 一种石墨烯分散液及其制备方法
Wu et al. Green preparation of high-yield and large-size hydrophilic boron nitride nanosheets by tannic acid-assisted aqueous ball milling for thermal management
CN111574667A (zh) 一种高强度的碳纳米管接枝改性聚苯乙烯介电材料及其制法
Liu et al. Synthesis of novel nanocomposites reinforced with 3D graphene/highly-dispersible nanodiamonds nano-hybrids
Ma et al. Preparation of modified hexagonal boron nitride by ball-milling and enhanced thermal conductivity of epoxy resin
CN108976448B (zh) 一种利用氢键网络和磁性纳米颗粒增强三元复合膜及其制备方法
KR20120084373A (ko) 그래핀옥사이드-폴리비닐알콜 복합체를 함유하는 그래핀 필름 및 그 제조방법
CN112080137A (zh) 一种导热、电磁屏蔽、高强度尼龙6复合材料及其制备方法
CN107337861B (zh) 具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料、其制法和应用
CN114539615B (zh) 一种石墨烯/硅酸镁复合材料及其制备方法和在eva、橡胶复合泡沫材料中的应用
Chen et al. Characteristics and properties of SiO 2-Al 2 O 3/EP-PU composite
Wang et al. Morphology and mechanical properties of natural rubber latex films modified by exfoliated Na‐montmorillonite/polyethyleneimine‐g‐poly (methyl methacrylate) nanocomposites
CN110734586B (zh) 一种改性氟化石墨烯制备含氟丁腈橡胶的方法
CN110819018B (zh) 一种导热聚合物材料用高导热填料的制备方法
CN112918030B (zh) 一种具有平面取向的氮化硼膜及其制备方法、包含其的氮化硼复合膜、热界面材料和应用

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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220802

Address after: 215000 group 13, bachha Youyi village, East Taihu Lake ecotourism Resort (Taihu new town), Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou luoken Electronic Technology Co.,Ltd.

Address before: 215500 Changshou City South Three Ring Road No. 99, Suzhou, Jiangsu

Patentee before: CHANGSHU INSTITUTE OF TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right