[发明专利]采用连续混炼原位还原制备高分子材料/石墨烯纳米复合材料的方法及其应用

摘要

采用连续混炼原位还原制备高分子材料/石墨烯纳米复合材料的方法及其应用，涉及高分子材料/石墨烯纳米复合材料及其制备技术领域。所用到的设备为一种水辅助熔融混炼挤出设备。纳米复合材料的制备方法是把高分子材料和GO粉末预混后加入一种水辅助熔融混炼挤出设备中进行混炼挤出，把一种绿色无毒的化学还原剂溶解于水得化学还原剂水溶液，借助计量泵把所得溶液注入挤出机内高分子材料熔体中进行混炼，水起促进GO的剥离分散、原位化学还原和原位热还原的作用，最终制备得高分子材料/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料。本发明制备的纳米复合材料中RGO的剥离和分散良好、还原程度高，且该纳米复合材料具有较好的介电性能和力学性能。

主权项

1.采用连续混炼原位还原制备高分子材料/石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将化学还原剂溶解于去离子水中，得到一定浓度的化学还原剂水溶液，置于储液缸中；(2)启动水辅助熔融混炼挤出设备的挤出机，将预混的高分子材料和氧化石墨烯粉末混合料加入挤出机中进行混炼挤出；(3)调整挤出加工参数，包含喂料量、螺杆转速和机筒各段温度，使挤出机注水段内的高分子材料熔体压力提高到可以保持注入的水在高温下为液态时，借助计量泵将步骤(1)所得化学还原剂水溶液从注水口以一定流率注入挤出机内的熔体中；(4)注入的还原剂水溶液在挤出机螺杆的混炼作用下进入相邻氧化石墨烯片层之间，促进氧化石墨烯在高分子材料熔体中的剥离和分散以及原位化学还原和原位热还原；(5)水在挤出机排气段发生汽化形成水蒸气并由真空泵从排气口抽走，在机头出口处挤出制得氧化石墨烯被较好剥离和分散以及高度还原的高分子材料/石墨烯纳米复合材料。