4] 实施例3采用超声分散-原位聚合法制备聚酰亚胺碳系复合薄膜。在100ml圆 底烧瓶中加入25ml DMAC，加入石墨烯0.8% (在此比例时，单一复合薄膜的综合性能最 好），然后分别加入3%的酸化碳纳米管，超声至无明显颗粒，加入2. 00g 0DA，搅拌10min， 再分多次在lh内缓慢加入2. 22g PMDA，机械搅拌反应5. 5h，得到颜色逐渐加深的聚酰胺酸 (PAA)溶液。在干净的玻璃板上流延成膜，将膜置于烘箱内，80、100、120、150 °C使膜成型， 在蒸馏水中浸泡接下。不锈钢铁架固定好薄膜，置于马弗炉中程序升温，100、150、200、250、 300°C各lh。自然冷却至室温，即得到聚酰亚胺/碳系材料复合膜。
[0025] 图4为0. 8%石墨烯和3%酸化碳纳米管对聚酰亚胺薄膜表面电阻率的影响。图 中显示：0. 8%石墨烯和3%酸化碳纳米管的填充降低了聚酰亚胺薄膜的表面电阻率。
[0026] 实施例4采用超声分散-原位聚合法制备聚酰亚胺碳系复合薄膜。在100ml圆 底烧瓶中加入25ml DMAC，加入石墨烯0.8% (在此比例时，单一复合薄膜的综合性能最 好），然后分别加入4%的酸化碳纳米管，超声至无明显颗粒，加入2. 00g 0DA，搅拌10min， 再分多次在lh内缓慢加入2. 22g PMDA，机械搅拌反应5. 5h，得到颜色逐渐加深的聚酰胺酸 (PAA)溶液。在干净的玻璃板上流延成膜，将膜置于烘箱内，80、100、120、150 °C使膜成型， 在蒸馏水中浸泡接下。不锈钢铁架固定好薄膜，置于马弗炉中程序升温，100、150、200、250、 300°C各lh。自然冷却至室温，即得到聚酰亚胺/碳系材料复合膜。
[0027] 图5为0. 8%石墨烯和4%酸化碳纳米管对聚酰亚胺薄膜表面电阻率的影响。图 中显示：0. 8%石墨烯和4%酸化碳纳米管的填充降低了聚酰亚胺薄膜的表面电阻率。
[0028] 实施例5采用超声分散-原位聚合法制备聚酰亚胺碳系复合薄膜。在100ml圆 底烧瓶中加入25ml DMAC，加入石墨烯0.8% (在此比例时，单一复合薄膜的综合性能最 好），然后分别加入5%的酸化碳纳米管，超声至无明显颗粒，加入2. 00g ODA，搅拌lOmin， 再分多次在lh内缓慢加入2. 22g PMDA，机械搅拌反应5. 5h，得到颜色逐渐加深的聚酰胺酸 (PAA)溶液。在干净的玻璃板上流延成膜，将膜置于烘箱内，80、100、120、150 °C使膜成型， 在蒸馏水中浸泡接下。不锈钢铁架固定好薄膜，置于马弗炉中程序升温，100、150、200、250、 300°C各lh。自然冷却至室温，即得到聚酰亚胺/碳系材料复合膜。
[0029] 图6为0. 8%石墨烯和5%酸化碳纳米管对聚酰亚胺薄膜表面电阻率的影响。图 中显示：0. 8%石墨烯和5%酸化碳纳米管的填充降低了聚酰亚胺薄膜的表面电阻率。
[0030] 实施例6采用超声分散-原位聚合法制备聚酰亚胺碳系复合薄膜。在100ml圆 底烧瓶中加入25ml DMAC，加入石墨烯0.8% (在此比例时，单一复合薄膜的综合性能最 好），然后分别加入6%的酸化碳纳米管，超声至无明显颗粒，加入2. 00g 0DA，搅拌lOmin， 再分多次在lh内缓慢加入2. 22g PMDA，机械搅拌反应5. 5h，得到颜色逐渐加深的聚酰胺酸 (PAA)溶液。在干净的玻璃板上流延成膜，将膜置于烘箱内，80、100、120、150 °C使膜成型， 在蒸馏水中浸泡接下。不锈钢铁架固定好薄膜，置于马弗炉中程序升温，100、150、200、250、 300°C各lh。自然冷却至室温，即得到聚酰亚胺/碳系材料复合膜。
[0031] 图7为0. 8%石墨烯和6%酸化碳纳米管对聚酰亚胺薄膜表面电阻率的影响。图 中显示：0. 8%石墨烯和6%酸化碳纳米管的填充降低了聚酰亚胺薄膜的表面电阻率。
【主权项】
1. 一种碳系材料聚酷亚胺复合薄膜的合成方法，首先采用超声分散-原位聚合法制 备碳系材料聚酷胺酸，然后通过热亚胺化法得到碳系材料聚酷亚胺复合薄膜，包括如下步 骤： (1) 碳系材料聚酷胺酸的制备，在100mL圆底烧瓶中加入25ml DMC，按先后顺序分别 加入石墨締和系列酸化碳纳米管，超声至无明显颗粒，加入2. OOg ODA，机械揽拌lOmin，再 分多次在Ih内缓慢加入2. 22g PMDA，机械揽拌反应5.化，即得到颜色逐渐加深的聚酷胺酸 溶液； 反应式如下：(2) 除去聚酷胺酸溶液中的气泡，然后在干净的玻璃板上流延成膜，将膜置于烘箱内， 在80、100、120、150°C下使膜成型，然后浸泡于蒸馈水中，刮下薄膜，用不诱钢铁架固定好薄 膜，置于马弗炉中程序升溫，于1〇〇、150、200、250、300°(：下各比，反应式如下：(3) 步骤（2)反应完全后，自然冷却至室溫，即得到碳系材料聚酷亚胺复合薄膜。2. 根据权利要求1所述的碳系材料聚酷亚胺复合薄膜的合成方法，所述加入石墨締和 酸化碳纳米管的含量分别为0. 8%和1%、2%、3%、4%、5%、6%。3. 根据权利要求1或2所述的碳系材料聚酷亚胺复合薄膜的合成方法，所述酸化碳纳 米管为经过浓硝酸和浓硫酸的混酸酸化后的碳纳米管，其比例为：1(浓硝酸）：3(浓硫 酸）。4. 根据权利要求3所述的碳系材料聚酷亚胺复合薄膜的合成方法，所述机械揽拌为处 于室溫下的机械揽拌，所述除气泡方法为真空累抽滤。5. -种权利要求1所述的碳系材料聚酷亚胺复合薄膜的应用，所述碳系材料聚酷亚胺 复合薄膜具有抗静电性能，可W消除聚酷亚胺薄膜生产及使用过程中产生的静电荷。
【专利摘要】本发明为一种碳系材料聚酰亚胺复合薄膜的合成，涉及一种复合薄膜的合成，尤其涉及一种具体设计新型聚酰亚胺复合薄膜的合成。聚酰亚胺薄膜属于绝缘材料，具有很高的电阻率，在大型生产中极易产生大量的静电荷积累，易引起燃烧、爆炸等危险事故。本发明的目的在于消除聚酰亚胺薄膜生产及使用过程中产生的静电荷。因此，在聚酰亚胺薄膜生产工艺中，以DMAC为溶剂并添加不同比例的石墨烯和酸化碳纳米管，发生原位聚合反应，生成一系列的新型聚酰亚胺复合薄膜。此方法新颖，操作简单，时间短和环境友好等特点。同时合成复合薄膜综合性能优良，可用于许多防静电设施。
【IPC分类】C08J5/18, C08G73/10, C08K7/24, C08K3/04, C08L79/08
【公开号】CN105646915
【申请号】
【发明人】邓宝祥, 李佩佩, 钟经德
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年12月8日