PVC-CNT复合材料薄膜的制备方法与流程

文档序号:12054754阅读:827来源:国知局

本发明属于材料技术领域,具体涉及一种PVC-CNT复合材料薄膜的制备方法。



背景技术:

碳纳米管(CNT)可以看作是由石墨烯卷曲而成并且无缝连接的圆柱体,根据卷曲的石墨烯层数的不同,CNT又可以分为单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)两大类。CNT由于优异的机械性能以及优良的传导性能,自从被发现以来就引起了科学界和工业界的广泛兴趣。尤其是它极高的强度和硬度,使它成为一种理想的一维填料,用于对聚合物复合材料的增强。通常,SWNT被认为是更适合用于对聚合物的增强,因为SWNT具有更小的尺寸,更高的比表面积,以及更好的晶体结构。但是,在实际应用中,对SWNT的分散一直是一个很大的难题,同时,制备SWNT时较高的成本以及难以提纯也制约了SWNT的大规模使用。

相比于SWNT,气相沉积法(CVD)合成的MWNT在成本上远低于SWNT,而且也更容易在溶剂或聚合物基体中分散,所以,在制备聚合物复合材料时,人们更多选择了MWNT。在过去的十几年中,研究者们付出了大量的努力,试图将MWNT优良的性能完全应用到聚合物复合材料中。一些影响增强效果的因素,比如较低的分散性和较弱的界面结合力,也已经在很大程度上通过物理方法或化学方法得到了解决。此前的文献也证明了控制MWNT在聚合物中得分散性以及与聚合物的界面强度,就能得到较好的增强效果。

但是,除了以上两个影响增强效果的因素外,另一个很重要的因素却往往被忽视,那就是MWNT与聚合物基体的接触面积,即MWNT的有效界面面积。在MWNT复合材料中,由于只有最外层的石墨烯壁能与聚合物接触,所以MWNT的有效界面面积通常比SWNT小一个数量级以上。而应力传递时,只有最外层与聚合物基体接触的地方能接受并承受外界的应力。这个差异能解释为什么分散良好的SWNT增强效果总是好于MWNT,这在最近的一些文献中同样得到证明。但是以前的工作主要集中在MWNT的分散以及表面改性上,所以有效界面面积较小这一缺点始终没有得到解决。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明旨在提供一种PVC-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法。

一种PVC-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法,步骤如下:将碳纳米管在5ml去离子水中超声分散30分钟,同时将1g PVC溶解在10ml去离子水中,90°C搅拌至溶解,将两种溶液混合,碳纳米管的含量为0.5-2 wt%,后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液,然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上,60°C下烘干直到质量恒定,得到复合材料薄膜。

本发明的方法制备的复合材料在物理性能上大大提高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

一种PVC-CNT复合材料薄膜的制备方法,步骤如下:将CNT在5ml去离子水中超声分散30分钟,同时将1g PVC溶解在10ml去离子水中,90°C搅拌至溶解,将两种溶液混合,CNT的含量为0.8 wt%,后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液,然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上,60°C下烘干直到质量恒定,得到复合材料薄膜。

实施例2

一种PVC-CNT复合材料薄膜的制备方法,步骤如下:将CNT在5ml去离子水中超声分散30分钟,同时将1g PVC溶解在10ml去离子水中,90°C搅拌至溶解,将两种溶液混合,CNT的含量为1.2 wt%,后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液,然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上,60°C下烘干直到质量恒定,得到复合材料薄膜。

实施例3

一种PVC-CNT复合材料薄膜的制备方法,步骤如下:将CNT在5ml去离子水中超声分散30分钟,同时将1g PVC溶解在10ml去离子水中,90°C搅拌至溶解,将两种溶液混合,CNT的含量为1.8 wt%,后再超声30分钟得到混合均匀的复合材料溶液,然后将均匀的混合溶液倒在平坦的基底上,60°C下烘干直到质量恒定,得到复合材料薄膜。

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