[发明专利]微波快速反应的形状记忆纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了微波快速反应的形状记忆纳米复合材料及其制备方法，原材料为碳纳米管晶片，制备方法包括以下步骤：S1，一次浸泡；S2，洗涤；S3，二次浸泡；S4，抛光。本发明合成的形状记忆纳米复合材料具有较高的热导率和较好的导电性，使材料具有一个更快的温度平衡；具备较高的模量和硬度，保证材料的机械性能，同时具有较强的微波吸收能力，尤其对低功率微波的吸收能力，升温速度快，保证材料的形变敏感能力，且碳纳米管规则排布，使材料的形状记忆功能具有优异的稳定性；采用本发明的制备方法合成的材料相对于传统方法合成的碳纳米管随机排列的环氧基形状记忆复合材料，成本较低，经济效益高。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料技术领域，尤其涉及微波快速反应的形状记忆纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纳米管自由排布的、环氧基形状记忆纳米复合材料的制备采用多壁碳纳米管(内径2～5nm，外径小于8nm，长度10～30μm，纯度大于98wt％)和环氧基形状记忆高聚物为原材料，多壁碳纳米管和环氧基形状记忆高聚物在80℃下，通过高速机械搅拌混合4小时，然后将混合物倒入间隙为0.5mm的平面模具中，在150℃下固化6小时。最后将模具自然冷却至室温后，通过脱模获得碳纳米管自由排布的、环氧基形状记忆纳米复合材料，合成的形状记忆复合材料形状固定率和形状回复率比较低、导热性和导电性一般，且碳纳米管在环氧基形状记忆复合材料中的随机性排列导致复合材料机械性能降低，且碳纳米管随机排列的环氧基形状记忆复合材料成本较高，为此我们设计出了微波快速反应的形状记忆纳米复合材料及其制备方法来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点而提出的微波快速反应的形状记忆纳米复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

微波快速反应的形状记忆纳米复合材料，原材料为碳纳米管晶片、HF溶液和碳纳米管阵列浸入用环氧基形状记忆高聚物/丙酮溶液。

微波快速反应的形状记忆纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，一次浸泡：将碳纳米管晶片浸入HF溶液中10分钟，从硅晶片中释放得到碳纳米管阵列；

S2，洗涤：将S1中浸泡后的碳纳米管阵列用蒸馏水反复洗涤，并在70℃下进行干燥；

S3，二次浸泡：将S2中洗涤后的碳纳米管阵列浸入环氧基形状记忆高聚物/丙酮溶液池中，当环氧基形状记忆高聚物/丙酮溶液渗入碳纳米管阵列，且碳纳米管中的气泡完全耗尽后，从池中拾取出碳纳米管阵列，并进行干燥和固化处理；

S4，抛光：抛光S3中固体碳纳米管的表面，以除去突出的碳纳米管尖端，可得到碳纳米管规则排布的、环氧基形状记忆纳米复合材料。

优选的，所述S3中环氧基形状记忆高聚物/丙酮溶液池中的溶液是以1g环氧基形状记忆高聚物：1ml丙酮的比例配制的。

优选的，所述S3中浸泡后的碳纳米管阵列的干燥温度为70℃。

优选的，所述S3中浸泡且干燥后的碳纳米管阵列的固化条件为：在150℃的温度下固化6小时。

优选的，所述S4中得到的碳纳米管规则排布的、环氧基形状记忆纳米复合材料的尺寸为10mm×10mm×0.5mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明合成的形状记忆纳米复合材料具有较高的热导率和较好的导电性，使材料具有一个更快的温度平衡；

2、本发明合成的形状记忆纳米复合材料具备较高的模量和硬度，保证材料的机械性能，同时具有较强的微波吸收能力，尤其对低功率微波的吸收能力，升温速度快，保证材料的形变敏感能力，且碳纳米管规则排布，使该复合材料的形状记忆功能具有优异的稳定性；