一种石墨烯橡胶复合物的制备方法与流程

文档序号:12342997阅读:388来源:国知局

本发明属于符合材料制备技术领域,更具体涉及一种石墨烯橡胶复合物的制备方法。



背景技术:

石墨烯独特的物理化学特性使其可应用于日渐紧迫的高效吸油和污水处理方面。大的比表面积、高的热导率和电导率以及优异的力学性能,使石墨烯可以作为功能填料或添加剂加入到高聚物中,用于提高聚合物的性能,从而制备得到高性能的纳米复合材料。但在石墨烯的应用过程中发现,石墨烯片层结构存在较强的范德华力或者氢键灯相互作用,使其极易发生团聚而不能均匀稳定的分散。通常,人们通过化学接枝将羧基、羟基、氨基等一些有机官能团街道石墨烯表面对其进行改性,从而提高石墨烯在高分子聚合物中的分散性。但这种方法破坏了石墨烯的晶体结构,极大地影响了石墨烯本身的性能,从而难以制备得到高性能的纳米复合材料。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种高吸附石墨烯复合橡胶的制备方法。

根据本发明的一个方面提供了高吸附石墨烯复合橡胶的制备方法,包括以下步骤:

将石墨烯分散于分散剂中制得分散液;

向分散液中加入胶乳制得混合物;

干燥混合物。

在一些实施方式中,分散剂选自水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷。

在一些实施方式中,胶乳选自天然胶乳、液体顺丁橡胶、液体异戊橡胶、液体丁苯橡胶和液体丁腈橡胶。

在一些实施方式中,石墨烯与胶乳的质量比为400:1至1:100。

在一些实施方式中,石墨烯分散液和胶乳的混合方式包括超声混合、均质、砂磨和搅拌。

在一些实施方式中,超声混合和搅拌的时间为0.5-25h。

在一些实施方式中,均质的时间为0.5-15h。

在一些实施方式中,砂磨的时间为0.5-15h。

在一些实施方式中,干燥的方式为高温烘干或低温冻干或喷雾干燥。

在一些实施方式中,干燥的温度为40-200℃。

在一些实施方式中,干燥的时间为0.5-120h。

其有益效果为:本发明采用机械混合和超声搅拌的方法制备石墨烯和胶乳的混合物,石墨烯在橡胶分散以及和石墨烯和橡胶复合后形成了三维通道结构,使得制备的高吸附性石墨烯橡胶复合物具有内部联通的三维通道,减弱了石墨烯层间的相互作用力,减弱其层间叠加现象,使石墨烯在橡胶中分散均匀、不易发生团聚,并且不会破坏石墨烯本身架构,保持了石墨烯材料的性能。所制备的石墨烯橡胶复合物吸附性较好,不仅具有很高的吸油值,同时具备水相吸附重金属离子和有机污染物的性能。

本发明的优势还在于工艺简单易行、条件温和、方法安全环保、所需设备简易、生产成本低,易于实现大规模工业化生产。

具体实施方式

实施例1

将223g的石墨烯放入20000g的去离子水中,通过均质机均质两遍,得到质量分数为1.1%的石墨烯分散液。将上述石墨烯分散液通过超声混合,在2h内边混合边缓慢加入50g天然胶乳得混合物。天然胶乳在石墨烯小粒子作用下成小胶粒。将所得混合物过筛网,收集所得胶粒。将胶粒置于烘箱中,调节至180℃通过高温烘干0.5h干燥至溶剂去除,获得高吸附性的石墨烯复合橡胶物。

实施例2

将223g的石墨烯放入10000g的无水乙醇中,通过均质机均质两遍,得到质量分数为2.2%的石墨烯分散液。对上述石墨烯分散液进行均质处理,在0.5h内边均质边缓慢加入100g液体丁苯橡胶。丁苯橡胶在石墨烯小粒子作用下成小胶粒,将所得混合物过筛网,收集所得胶粒。将胶粒置于烘干箱中,调节烘干温度至60℃低温干燥90h至溶剂去除,获得高吸附性的石墨烯复合橡胶物。

实施例3

将223g的石墨烯放入10000g的去离子水中,通过均质机均质两遍,得到质量分数为2.2%的石墨烯分散液。将上述石墨烯分散液通过搅拌机搅拌,在2h内边搅拌边缓慢加入90g天然胶乳。胶乳在石墨烯小粒子作用下成小胶粒。所得固液混合物过筛网,收集所得胶粒。将胶粒通过喷雾干燥,150℃干燥0.5h至溶剂去除,获得高吸附性的石墨烯复合橡胶物。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

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