一种聚3-己基噻吩/碳纳米管复合材料及制备方法_2

文档序号:8453680阅读:来源:国知局
制得的聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液诱铸 或者纺丝成型,即得到所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料。
[0033] 相比聚3-己基唾吩薄膜,其一维结构的纤维具有各向异性和更高的比表面积,可 望赋予聚3-己基唾吩材料更加优异的光电性能和力学强度。通过纤维结构与形貌的调控、 纤维网格的构建和图案化,可实现聚3-己基唾吩性能优化。聚3-己基唾吩/碳纳米管复 合纤维兼具组份性能及纤维结构的优势,成为极具应用潜力的材料。当所述复合材料为复 合纤维时,采用纺丝成型,具体条件如下:
[0034] 静电压范围为5kV至20kV;注射累输送速率为0.02血/min至5血/min;收集器的 接收距离为5cm至20cm。
[0035]W下为实施例:
[0036] 实施例1
[0037]一种聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,含有聚3-己基唾吩47. 5wt%W及 均匀分散的碳纳米管5wt%,所述碳纳米管形貌完整,其直径在40nm-60nm之间,其长度 在5ym-15ym之间,所述碳纳米管表面包覆有平均厚度为5皿的聚3-己基唾吩。所述 碳纳米管优选为多壁碳纳米管,所述聚3-己基唾吩立构规整度为98%,数均分子量为 54000-75000。复合材料为复合膜。
[003引所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,其制备方法包括W下步骤:
[0039] (1)将聚3-己基唾吩和高分子量聚合物均匀分散于有机溶剂中,得到聚3-己基唾 吩/高分子量聚合物混合溶液,其中聚3-己基唾吩浓度为Iwt%,高分子量聚合物浓度为 Iwt%。所述高分子量聚合物为聚氧化己締。所述有机溶剂为氯仿。
[0040] (2)利用高能超声波将碳纳米管均匀分散于步骤(1)中得到的聚3-己基唾吩/ 高分子量聚合物混合溶液中,得到聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其 中碳纳米管的添加量为5wt%,高能超声波功率为300W,超声3秒间隔Is,操作lOmin。高 能超声使得所述聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其中碳纳米管相互分 离,如图2和图3所示,碳纳米管表面包覆了一层均匀的聚3-己基唾吩,在不破坏碳纳米 管形态的前提下呈现相互分离状态。
[0041] 做将步骤(2)中制得的聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液诱铸 成型,即得到所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料。
[0042] 所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料的拉伸强度、弹性模量和导电性能较渗杂 碳纳米管前都有显著提高,如表1所示。
[0043] 实施例2
[0044] -种聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,含有聚3-己基唾吩45wt%W及均匀分 散的碳纳米管lOwt%,所述碳纳米管形貌完整,其直径在40-60皿之间,其长度在5-15ym 之间,所述碳纳米管表面包覆有平均厚度为7nm的聚3-己基唾吩。所述碳纳米管优选为多 壁碳纳米管,所述聚3-己基唾吩立构规整度为98%,数均分子量在54000至75000之间。 复合材料为复合膜。
[0045] 所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,其制备方法包括W下步骤:
[0046] (1)将聚3-己基唾吩和高分子量聚合物均匀分散于有机溶剂中,得到聚3-己基唾 吩/高分子量聚合物混合溶液,其中聚3-己基唾吩浓度为0. 2wt%,高分子量聚合物浓度为 0.2wt%。所述高分子量聚合物为聚氧化己締。所述有机溶剂为氯仿。
[0047] (2)利用高能超声波将碳纳米管均匀分散于步骤(1)中得到的聚3-己基唾吩/高 分子量聚合物混合溶液中,得到聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其中 碳纳米管的添加量为lOwt%,高能超声波功率为360W,每工作5s间隔3s,操作lOmin。高 能超声使得所述聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其中碳纳米管相互分 离,如图4所示,在不破坏形态的前提下呈现相互分离状态。
[0048] 做将步骤(2)中制得的聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液诱铸 成型,即得到所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料。
[0049] 所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料的拉伸强度、弹性模量和导电性能较渗杂 碳纳米管前都有显著提高,如表1所示。
[0050]实施例3
[0化1] 一种聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,含有聚3-己基唾吩42. 5wt%W及均匀 分散的碳纳米管15wt%,所述碳纳米管形貌完整,其直径在40nm至60nm之间,其长度在 5ym至15ym之间,所述碳纳米管表面包覆有平均厚度为3皿之间的聚3-己基唾吩。所 述碳纳米管优选为多壁碳纳米管,所述聚3-己基唾吩立构规整度为98%,数均分子量在 54000至75000之间。复合材料为复合膜。
[0化2] 所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,其制备方法包括W下步骤:
[0化3] (1)将聚3-己基唾吩和高分子量聚合物均匀分散于有机溶剂中,得到聚3-己基唾 吩/高分子量聚合物混合溶液,其中聚3-己基唾吩浓度为2wt%,高分子量聚合物浓度为 2wt%。所述高分子量聚合物为聚氧化己締。所述有机溶剂为氯仿。
[0054] (2)利用高能超声波将碳纳米管均匀分散于步骤(1)中得到的聚3-己基唾吩/高 分子量聚合物混合溶液中,得到聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其中 碳纳米管的添加量为15wt%,高能超声波功率为500W,每工作5s间隔3s,操作15min。高 能超声使得所述聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其中碳纳米管相互分 离,在不破坏形态的前提下呈现相互分离状态。
[005引 做将步骤似中制得的聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液诱铸 成型,即得到所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料。
[0化6] 所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料的拉伸强度、弹性模量和导电性能较渗杂 碳纳米管前都有显著提高,如表1所示。
[0化7]实施例4
[005引一种聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,含有聚3-己基唾吩49. 5wt%W及均 匀分散的碳纳米管Iwt%,所述碳纳米管形貌完整,其直径在40nm至60nm之间,其长度在 5ym至15ym之间,所述碳纳米管表面包覆有平均厚度为6皿的聚3-己基唾吩。所述碳纳 米管优选为多壁碳纳米管,所述聚3-己基唾吩立构规整度为90%,数均分子量在40000至 60000之间。复合材料为复合纤维。
[0化9]所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料,其制备方法包括W下步骤:
[0060] (1)将聚3-己基唾吩和高分子量聚合物均匀分散于有机溶剂中,得到聚3-己基唾 吩/高分子量聚合物混合溶液,其中聚3-己基唾吩浓度为0. 5wt%,高分子量聚合物浓度为 0.5wt%。所述高分子量聚合物为聚氧化己締。所述有机溶剂为质量比4:1的氯仿/氯苯 混合物。
[0061] (2)利用高能超声波将碳纳米管均匀分散于步骤(1)中得到的聚3-己基唾吩/ 高分子量聚合物混合溶液中,得到聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其 中碳纳米管的添加量为Iwt%,高能超声波功率为360W,每工作5s间隔2s,操作5min。高 能超声使得所述聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液,其中碳纳米管相互分 离,在不破坏形态的前提下呈现相互分离状态。
[006引做将步骤似中制得的聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液纺丝 成型,即得到所述聚3-己基唾吩/碳纳米管复合材料。
[0063] 纺丝成型具体步骤如下:
[0064] 将上述制得的聚3-己基唾吩/碳纳米管/高分子量聚合物分散液转移至注射器 中进行静电纺丝,调节静电压为5kV,注射累输送速率为0. 02mL/min,收集器接收距离为 5cm。
[0065] 将收集到的聚3-己基唾吩复合纤维喷金后用扫描电镜(SEM
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