本發(fā)明屬于復合材料領(lǐng)域,尤其涉及一種高強度耐熔滴的石墨烯/pet復合板材及其制備方法。
背景技術(shù):
聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)的機械強度、剛度、硬度高,滑動性能和耐磨強度好,電氣絕緣性好,具有非常好的耐蠕變性能、尺寸穩(wěn)定性(優(yōu)于pom)和生理惰性(適于與食品接觸)。耐氣候性、抗化學藥品穩(wěn)定性好,吸水率低,耐弱酸和有機溶劑,但不耐熱水浸泡,不耐堿。然而,面對社會的快速發(fā)展,人們對pet的機械性能、熱性能、電性能提出了許多新要求,若能將pet的性能進一步提升,或賦予其新的性能,不僅能進一步拓寬pet的應(yīng)用范圍,也可給人類社會帶來更多便利。
引入增強材料是一種可快速規(guī)模生產(chǎn),性價比高的方法,常規(guī)增強材料包括金屬材料(納米線、納米粒子)、無機填料(蒙脫土、二氧化鈦、二氧化硅、氮化硼等)和碳材料(炭黑、石墨等)。常規(guī)增強材料存在兩大缺陷,一方面需要很高添加量才能獲得令人滿意的效果,但高添加量伴隨著其他性能的下降,難以實現(xiàn)性能的全面提升,另一方面增強效果往往是單一的,不能同時對多個性能進行提高。這些問題導致常規(guī)增強材料的性價比偏低,不適合大規(guī)模推廣。
石墨烯是新世紀來最受關(guān)注的新材料之一,因其具有超高的比表面積、優(yōu)異的力學性能、高導電率、高導熱率和高阻隔性而在諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。在復合材料領(lǐng)域,加入少量石墨烯可同時提高材料的多項性能,具有超高的性價比,這使其在復合材料方面得到廣泛研究。但石墨烯容易團聚,會重新形成石墨堆疊結(jié)構(gòu),降低了其增強效果。雖然可以通過添加分散劑和進行表面修飾的方法來促進石墨烯的分散性和降低石墨烯的堆疊,但是這些方法提高了石墨烯的成本,并且引入了新的成分。專利201510514154.7《氧化石墨烯改性pet材料的制備方法》采用在酯化前將氧化石墨烯加入氧化石墨烯水溶液,一方面水的加入對酯化和縮聚會產(chǎn)生影響,另一方面酯化階段氧化石墨烯發(fā)生還原,可能產(chǎn)生堆疊,降低性能。專利201280033203.x《聚對苯二甲酸乙二酯-石墨烯納米復合物》將石墨烯納米片加入pet聚合體系,多層石墨烯使得添加量較高(2~15%),而且由于沒有官能團存在,石墨烯在聚合過程中會發(fā)生二次堆疊,形成不相容的缺陷點。專利201610111707.9《pet基石墨烯復合材料、其制備方法及浮空器》先將氧化石墨烯用乙二醇改性,再與pet單體進行酯化或酯交換,最后縮聚得到復合材料,雖然通過改性的方式提高了石墨烯與pet聚合體系的相容性,并且使石墨烯與pet產(chǎn)生共價接枝,但是在酯化過程中,氧化石墨烯仍舊會不可避免地發(fā)生堆疊,且制備過程復雜,整體生產(chǎn)的成本高,不適合實際生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)不足,提供一種石墨烯/pet復合板材及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種石墨烯/pet復合板材的制備方法,其特征在于,該方法為:將100重量份的石墨烯/pet納米復合材料和0~10重量份的助劑混合均勻后,經(jīng)熔融擠出,即得到本發(fā)明耐高溫抗熔滴的石墨烯/pet復合板材。
進一步地,所述助劑由抗氧化劑、無機填充劑、增韌劑、光澤改善助劑中的一種或多種按照任意配比組成。所述熔融擠出溫度為230~260℃,螺桿轉(zhuǎn)速為30-90rpm,牽引速度為0.15~6m/min。
進一步地,所述石墨烯/pet納米復合材料由以下步驟制備進行:
(1)通過霧化干燥法將尺寸為1~50微米的單層氧化石墨烯分散液干燥,得到褶球狀氧化石墨烯,其碳氧比為2.5~5;
(2)將100重量份對苯二甲酸、48~67重量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng);
(3)將步驟(1)得到的0.0117~5.85重量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018重量份催化劑加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌1~3h,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
進一步地,所述步驟(1)的霧化干燥溫度為130~200℃。
進一步地,所述步驟(3)中攪拌速度為140~200轉(zhuǎn)/分。
進一步地,所述步驟(3)中催化劑為銻系催化劑,包括銻的氧化物、無機鹽和有機化合物。
進一步地,所述步驟(3)中催化劑為鈦系催化劑,包括鈦的氧化物、無機鹽和有機化合物。
進一步地,所述步驟(3)中催化劑為鍺系催化劑,包括鍺的氧化物、無機鹽和有機化合物。
本發(fā)明的有益效果在于:(1)加入少量褶球狀氧化石墨烯微球與pet前驅(qū)體進行原位聚合可顯著提高pet板材的屈服強度、彈性模量,高溫條件下的屈服強度也得到了提升。這是由于酯化完成后加入的褶球狀氧化石墨烯微球可逐步展開、解離為片狀氧化石墨烯,在pet聚合過程中氧化石墨烯表面的羥基和羧基與體系中的pet分子發(fā)生反應(yīng),使得pet分子鏈接枝于石墨烯表面,提高了兩者相容性。較低的堆疊大幅降低了石墨烯的添加量,使得本發(fā)明方法具有高性價比。(2)將氧化石墨烯在酯化后加入,避免了對第一步酯化過程的影響。對聚合過程而言,引入氧化石墨烯聚合工藝沒有產(chǎn)生明顯影響,因此本發(fā)明方法在實際生產(chǎn)過程中更加合理,效率更高,成本更低。(3)加入石墨烯降低了板材燃燒時的滴落速度,提高了材料的抗熔滴性能。(4)高添加量下復合板材的電導率顯著上升,可用作防靜電材料。
附圖說明
圖1是經(jīng)本發(fā)明實施例1制備的褶球狀氧化石墨烯的sem圖。
圖2是經(jīng)本發(fā)明實施例1制備的石墨烯/pet復合材料的照片。
具體實施方式
制備石墨烯/pet復合板材的方法包括如下步驟:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到褶球狀氧化石墨烯。所述霧化干燥溫度為130~200℃。所述褶球狀氧化石墨烯由單層褶皺氧化石墨烯片組成,氧化石墨烯片的尺寸為1~50微米,碳氧比為2.5~5;(2)將100重量份對苯二甲酸、48~67重量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;(3)將步驟(1)得到的0.0117~5.85重量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018重量份催化劑加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌1~3h,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。所述攪拌速度為140~200轉(zhuǎn)/分。所述催化劑為銻系催化劑,包括銻的氧化物、無機鹽和有機化合物。所述催化劑為鈦系催化劑,包括銻的氧化物、無機鹽和有機化合物。所述催化劑為銻系催化劑,包括鍺的氧化物、無機鹽和有機化合物;(4)將100重量份的石墨烯/pet納米復合材料和0~10重量份的助劑混合均勻后,經(jīng)熔融擠出,即得到本發(fā)明耐高溫抗熔滴的石墨烯/pet復合板材。所述助劑由抗氧化劑、無機填充劑、增韌劑、光澤改善助劑中的一種或多種按照任意配比組成。熔融擠出溫度為230~260℃,螺桿轉(zhuǎn)速為30-90rpm,牽引速度為0.15~6m/min。
熱變形溫度依據(jù)gb/t1634.1‐2004測量。拉伸屈服強度、模量依據(jù)gb/t1040.1‐2006測量。阻燃性測試依據(jù)ul94水平垂直燃燒試驗方法進行。
下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述,本實施例只用于對本發(fā)明做進一步的說明,不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制,本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改變和調(diào)整均屬本發(fā)明的保護范圍。
實施例1:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為1~3微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,如圖1所示。所得褶球狀氧化石墨烯的sem圖如圖2所示。復合板材的具體性能如表1,2所示。
實施例2:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為10~15微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
實施例3:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為40~45微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117重量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
實施例4:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為160℃,氧化石墨烯片的尺寸為10~15微米,碳氧比為5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117重量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.4質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
實施例5:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為10~15微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的1.17重量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.3質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
實施例6:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為10~15微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的5.85質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet復合板材。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.5質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
對比例1:
按照實施例1的方法制備pet,不同的是,制備過程中不添加褶球狀氧化石墨烯。性能如表1,2所示。
對比例2:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為0.3~0.7微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
對比例3:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為70~80微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
對比例4:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為220℃,氧化石墨烯片的尺寸為10~15微米,碳氧比為10;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet納米復合材料。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
對比例5:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為10~15微米,碳氧比為2.5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的9.36質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌2h,攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet復合板材。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為240℃,螺桿轉(zhuǎn)速為70rpm,牽引速度為4m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材,具體性能如表1,2所示。
表1實施例具體參數(shù)
表2實施例的具體性能
分析對比例1、對比例2、實施例1、實施例2、實施例3和對比例3可以發(fā)現(xiàn),在保持氧化石墨烯碳氧比和添加量不變的情況下,選擇合適的氧化石墨烯尺寸范圍可得到性能最優(yōu)的復合材料。對比例2的氧化石墨烯的尺寸過小,本身不能作為有效的增強材料,而對比例3的氧化石墨烯尺寸過大,在加入聚合體系中后不能有效展開為片狀氧化石墨烯,只能作為褶球形填充體對復合材料進行增強,拉伸強度和模量增加量少,斷裂伸長率略有降低。而在1~50微米的尺寸范圍內(nèi),隨著尺寸增加,氧化石墨烯能更加有效地起到增強作用。
分析對比例1、實施例2、實施例4、對比例4可以發(fā)現(xiàn),碳氧比增大,復合材料的性能越好,這是由于碳氧比上升,石墨烯的缺陷少,本身的性能更優(yōu),從而使復合材料的表現(xiàn)更好。但是碳氧比不能過高,否則氧化石墨烯片間的結(jié)合力過強,聚合時不展開,不能有效增強,甚至大幅降低斷裂伸長率(對比例4)。
分析對比例1、實施例2、實施例5、實施例6、對比例5可以發(fā)現(xiàn),氧化石墨烯的加入量增大,材料的力學性能得到提升,熔滴速度大幅降低,電導率大幅提升。加入過多氧化石墨烯后,雖然阻燃性和電導率可進一步提高,材料力學性能下降,這是由于過多的石墨烯發(fā)生堆疊,降低了增強效果,使材料變脆(對比例5)。
實施例7:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為200℃,氧化石墨烯片的尺寸為20-30微米,碳氧比為5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.0117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌1h,攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet復合膜。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和10質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為230℃,螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm,牽引速度為0.15m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材性能良好。
實施例8:
(1)通過霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥,得到氧化石墨烯微球,霧化溫度為130℃,氧化石墨烯片的尺寸為20-30微米,碳氧比為5;
(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌,在250℃下進行酯化反應(yīng)至無水產(chǎn)生;
(3)將步驟(1)得到的0.0117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯,與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中,保溫攪拌3h,攪拌速度為140轉(zhuǎn)/分,之后升溫至285℃并抽真空,反應(yīng)進行至體系不再放熱,水冷切粒得到石墨烯/pet復合膜。
(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復合材料和10質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻,經(jīng)熔融擠出得到石墨烯/pet復合板材。擠出溫度為260℃,螺桿轉(zhuǎn)速為90rpm,牽引速度為6m/min。
經(jīng)以上步驟,得到石墨烯/pet復合板材性能良好。