[发明专利]含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物及其制备方法

权利要求书

1.含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物，其特征在于，由聚合物和取向排列在所述聚合物中的接枝型磁功能化的氧化石墨烯片组成。

2.根据权利要求1所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物，其特征在于，以所述聚合物总重量计，所述的接枝型磁功能化的氧化石墨烯片的重量百分比含量为0.05～5％。

3.根据权利要求1或2所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物，其特征在于，所述接枝型磁功能化的氧化石墨烯为氧化石墨烯与磁性纳米粒子，在催化剂作用下形成的反应产物。

4.根据权利要求3所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物，其特征在于，所述接枝型磁功能化的氧化石墨烯为表面氨基化的氧化石墨烯与表面羧基化的Fe₃O₄磁性纳米粒子，在催化剂的作用下以共价键结合形成的反应产物，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或吡啶或乙基二甲基氨丙基碳化二亚胺。

5.根据权利要求4所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物，其特征在于，所述的磁功能化的氧化石墨烯片表面接枝的磁性粒子的间距至少为8nm。

6.根据权利要求1～2任一项所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物，其特征在于，所述聚合物选自聚烯烃、聚酯、橡胶、聚甲醛、聚砜或聚乳酸。

7.含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备氨基化氧化石墨烯悬浮液：

将对苯二胺溶解于氮-氮二甲基甲酰胺中，加入经过热剥离的蒙脱土纳米片、氧化石墨烯和水的悬浮液，80～100℃反应10～14h，获得氨基化氧化石墨烯悬浮液；

(2)制备磁性纳米粒子：

将Fe₃O₄纳米磁性粒子加入环己烷、油酸和油胺中，超声分散，然后收集油溶性的Fe₃O₄纳米粒子；

将所获得的油溶性的Fe₃O₄纳米粒子溶解在甲苯中，然后与二巯基丁二酸的二甲基亚砜溶液混合，10～30℃反应8～14h，然后加入乙酸乙酯，用磁铁收集沉淀，水洗，然后加入水，调节其pH至7-8，得到含有表面羧基化的Fe₃O₄磁性纳米粒子的溶液；

(3)接枝型磁功能化的氧化石墨烯的制备

将氨基化氧化石墨烯悬浮液、含有表面羧基化的Fe₃O₄磁性纳米粒子的溶液和乙基二甲基氨丙基碳化二亚胺或者是吡啶或二月桂酸二丁基锡混合，10～25℃反应10～28h，然后用磁铁收集所获得的产物，水洗，真空干燥，即可获得所述的接枝型磁功能化的氧化石墨烯；

(4)制备含取向排列的磁功能化的氧化石墨烯聚合物：

将步骤(3)获得的接枝型磁功能化的氧化石墨烯与聚合物混合，然后在磁场作用下熔融模压，即可获得所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物；

或者：

将步骤(3)获得的接枝型磁功能化的氧化石墨烯与聚合物混合，然后在磁场作用下熔融吹塑，即可获得所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物薄膜；

或者：

将步骤(3)获得的接枝型磁功能化的氧化石墨烯与聚合物混合，然后在磁场作用下溶液涂布，即可获得所述的含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物薄膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，DMF溶液中：

对苯二胺的重量百分比含量为0.08％～8％；

氧化石墨烯的重量百分比含量为0.1％～1％；

所述的热剥离的蒙脱土纳米片的重量用量为氧化石墨烯的1％～50％。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，组分的重量份数为：

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，组分的重量份数为：

氨基化氧化石墨烯悬浮液                           100份

含有表面羧基化的Fe₃O₄磁性纳米粒子的溶液          30～50份

EDAC(乙基二甲基氨丙基碳化二亚胺)或者是吡啶     0.1～0.5份。