4h，即制得α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯混合粉末；
[0027]③α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：
[0028] a、首先将步骤②制备的α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯混合粉末倒入冷模压模 具中进行压制成型，压制压力为30~45Mpa，压制时间为10~20min;待混合粉末压制处理 后，将其从冷模压模具中取出，对其进行修整去除毛刺，使其光滑平整，制得α-二氧化锰-石 墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；
[0029] b、将上述α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉 中进行热处理，首先将电炉温度自室温以l°C/min的升温速率升至375°C，并在375°C保温 30min;然后将电炉温度由375°C降温到200°C，此降温过程所需时间为30min，电炉在200°C 保温20~35min;最后关闭电炉电源，使其温度由200°C自然冷却至室温，待电炉温度自然冷 却至室温后，将热处理后的薄片取出，即得到α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复 合材料。
[0030] 石墨烯是由单层碳原子通过较强的共价化学键结合而成的二维晶体结构，这些化 学键使得石墨烯具有优异的结构特性和力学性能，从而能够显著地提高材料的耐磨性能。 二氧化锰作为一种常见的金属氧化物，常用作氧还原催化剂、氧化剂和超级电容器储能材 料；同二氧化硅和三氧化二铝等金属氧化物一样，二氧化锰同样具有优良的耐高温性能和 耐磨性能，并且其价格低廉、制备过程简单。二氧化锰存在包括α、β、γ、δ等多种晶型，不同 晶型的二氧化锰的结构和性能也不相同。其中α-二氧化锰为2X2隧道结构，具有尺寸大小 为7 7人的孔穴，可使高分子物质的分子链延伸嵌入此孔穴中。因此，将改性石墨烯与二 氧化锰复合后再与改性聚四氟乙烯共混，使得石墨烯表面的氨基与聚四氟乙烯上的羧基发 生缩合反应，而后被α_二氧化锰的孔穴所捕获。
[0031] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0032]提高了石墨烯和α-二氧化锰与聚四氟乙烯的结合强度，改善了聚四氟乙烯的耐磨 和减摩性能。
【具体实施方式】
[0033] 实施例1
[0034] (1)纳米α-二氧化锰-石墨烯复合材料的制备：
[0035]①石墨烯粉末的制备：
[0036]将80g质量浓度为98%的浓硫酸加入到容积为500mL的三颈烧瓶中，采用冰水浴冷 却使其温度保持在〇~5°C之间；然后加入2g粒径为30μηι的石墨粉末，采用冰水浴控制三颈 烧瓶内混合溶液温度不高于5°C，磁力搅拌混合溶液90min，使其混合均匀；之后再将6g高锰 酸钾固体粉末按等质量分为3份，在Ih内将其分3批次缓慢地加入到混合溶液中，每批次高 锰酸钾固体粉末加入的时间为IOmin;最后，待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将三颈烧 瓶置于型号为SDC-6的低温恒温槽内，控制三颈烧瓶内混合溶液的温度为12°C，并搅拌混合 溶液30min;混合溶液搅拌反应30min后，将三颈烧瓶从SDC-6型低温恒温槽中取出，应用型 号为HH-S 4的数控恒温水浴锅控制三颈烧瓶内混合溶液的温度为27°C，此温度下混合溶液 搅拌反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液，然后采用滴液漏斗将87g去离子水缓慢滴入到 褐色的悬浮浑浊液中；待去离子水加入完毕，体系温度会骤然升高至90°C，将悬浮浑浊液在 90°C温度下搅拌反应20min，之后向悬浮浑浊液中缓慢加入20g质量浓度为30%的过氧化 氢，此时得到溶液颜色为亮黄色的氧化石墨分散液;然后将悬浮液趁热过滤，用质量浓度为 5%的稀盐酸溶液充分洗涤滤饼，再用去离子水将金黄色产物洗涤至中性并于80°C温度下 烘干;将2g烘干后的氧化石墨粉加入到100g去离子水中，得到氧化石墨分散液;之后将氧化 石墨分散液置于超声波处理器中进行超声波处理2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴的温 度为20°C;氧化石墨分散液超声波处理后，加入2g质量浓度为50 %的水合肼和6g质量浓度 为25 %的氨水，机械搅拌45min，然后对所得悬浮液进行离心处理，离心机转速为4000rpm/ min，离心时间为lOmin，并用去离子水洗涤至中性后置于冰箱中冷冻干燥12h，即得到凝胶 态石墨烯;将干燥后的凝胶态石墨烯置于型号为SPEX 8000高能量球磨机中进行研磨，球磨 机中的转速为1425rpm/min，研磨处理时间为IOmin;即得到平均粒径为0.5μηι的石墨稀粉 末；
[0037]②石墨烯粉末的氨基化处理：
[0038]将上述制得的石墨烯粉末分散至500g Ν，Ν_二甲基乙酰胺溶液中，并将混合溶液 进行超声波处理60min，超声波频率为40kHz;然后加入3g乙二胺，在80°C下磁力搅拌12h;待 混合溶液反应完全后，将反应后混合溶液真空抽滤，并用去离子水洗涤至中性，最后在60°C 下干燥IOh，即得氨基化石墨烯；
[0039] ③纳米α-二氧化锰-石墨烯复合材料的制备：
[0040] 将Ig硫酸锰固体粉末加入到20g去离子水中，并在室温下磁力搅拌使硫酸锰固体 粉末充分溶解，待硫酸锰固体粉末完全溶解后，将氨基化石墨烯粉末加入混合溶液中，并将 所得混合溶液进行超声波处理30min，超声波频率为40kHz，超声波水浴的温度为20°C;然后 在超声波处理的混合溶液中加入Ig高锰酸钾固体粉末，室温下搅拌使高锰酸钾固体粉末全 部溶解;待高锰酸钾固体粉末全部溶解后，将混合溶液转移到容积为25mL、内衬层为聚四氟 乙烯的不锈钢反应釜中，拧紧不锈钢反应釜的密封盖并将其置于电炉中，控制电炉炉堂内 的温度为150°C，使不锈钢反应爸中的混合溶液在此温度下水热反应24h;混合溶液水热反 应24h后，关闭电炉使其自然冷却至室温;待电炉自然冷却至室温后，从电炉中取出不锈钢 反应釜，打开不锈钢反应釜的密封盖，将反应釜内混合溶液进行离心分离处理，离心机转速 为4000rpm/min，离心时间为IOmin，并用去离子水多次离心洗涤所得到的沉淀物至中性;之 后将去离子水洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，并在60°C下干燥处理12h;待沉淀物干燥 12h后，取出沉淀物并用玛瑙研钵将其研碎为超细粉末，即得到平均粒径为0.5μπι的纳米α-二氧化锰-石墨烯复合材料；
[0041] (2)聚四氟乙烯粉末进行等离子体诱导接枝丙烯酸处理：
[0042] 采用HD-IA等离子体处理仪对聚四氟乙烯粉末进行等离子体处理，将9.5g预处理 的聚四氟乙烯粉末置于反应室内两电极间的载物台上，反应室一端与真空栗相连，另一端 连接进气系统，启动真空栗使反应室内工作气压保持在5Pa左右，通入氩气5min，待反应室 内气压稳定后，启动高频电源，在40V电压下处理60s，使其表面有C = C键生成，以利于后续 聚合反应的进行;处理完毕后，先关闭射频电源，然后再关闭进气气路和真空栗，取出样品 并在空气中放置15min;将上述等离子体处理后的聚四氟乙烯粉末加入到100g质量分数为 10%的丙烯酸水溶液中，通入氮气作为保护气体，并在70°C下磁力搅拌，得到悬浮液;搅拌 反应24h后对悬浮液进行离心分离，离心机转速为4000rpm/min，离心时间为lOmin，并用去 离子水反复清洗以去除聚四氟乙烯粉末表面上的丙烯酸单体，然后置于烘箱中在70°C下干 燥12h，即得到丙烯酸接枝处理的聚四氟乙烯粉末；
[0043] (3)α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备：
[0044]① α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯混合粉末的制备：
[0045]首先将0.5g纳米α-二氧化猛-石墨稀的复合材料粉末加入到24g无水乙醇中并进 行超声振荡60min，超声波频率为40kHz，超声波水浴的温度为25°C，使纳米α-二氧化锰-石 墨烯的粉末在无水乙醇中均匀分散；
[0046]然后将9.5g丙烯酸接枝处理的聚四氟乙烯粉末加入到上述纳米α-二氧化锰-石墨 烯粉末的乙醇溶液中，室温下磁力搅拌120min，使丙烯酸接枝处理的聚四氟乙烯粉末与纳 米α-二氧化锰-石墨烯粉末在乙醇溶剂中均匀分散，制得α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯 乙醇混合溶液；
[0047]将制备的α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置干燥箱中，于l〇〇°C温 度下干燥处理24h，即制得纳米α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯混合粉末；
[0048]②α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料进行成型处理：
[0049]首先将α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯混合粉末倒入型号为Υ04-50的冷模压模 具中进行压制成型，压制压力为30Mpa，压制时间为IOmin;待混合粉末压制处理后，将其从 冷模压模具中取出，对其进行修整去除毛刺，使其光滑平整，制得直径为43.5mm、厚度为 3.2_的圆盘状α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；
[0050]将修整后的α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电 炉中进行热处理，首先将电炉温度自室温以l°C/min的升温速率升至375°C，并在375°C保温 30min;然后将电炉温度由375°C降温到200°C，此降温过程所需时间为30min，电炉在200°C 保温20min;最后关闭电炉电源，使其温度由200°C自然冷却至室温，待电炉温度自然冷却至 室温后，将热处理后的薄片取出，即得到α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材 料。
[0051 ] 实施例2
[0052] (1)纳米α-二氧化锰-石墨烯复合材料的制备：
[0053]①石墨烯粉末的制备：
[0054]将84g质量浓度为98%的浓硫酸加入到容积为500mL三颈烧瓶中，采用冰水浴冷却 使其温度保持在〇~5°C之间；然后加入2.5g粒径为30μπι的石墨粉末，采用冰水浴控制三颈 烧瓶内混合溶液温度不高于5°C，磁力搅拌混合溶液90min，使其混合均匀；之后再将7g高锰 酸钾固体粉末按等质量分为3份，在Ih内将其分3批次缓慢地加入到混合溶液中，每批次高 锰酸钾固体粉末加入的时间为12min;最后，待3份