CN107698799A - 一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法 - Google Patents
一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107698799A CN107698799A CN201710981733.1A CN201710981733A CN107698799A CN 107698799 A CN107698799 A CN 107698799A CN 201710981733 A CN201710981733 A CN 201710981733A CN 107698799 A CN107698799 A CN 107698799A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microwave
- polyvinyl chloride
- expanded graphite
- situ modification
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 88
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 title claims abstract description 50
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 230000004048 modification Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000012986 modification Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 2
- 239000012767 functional filler Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001007 puffing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
- C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，属于物理场辅助二维碳材料剥离与表面原位修饰技术领域，先对可膨胀石墨进行微波处理，得到微波膨胀石墨；再将微波膨胀石墨与聚氯乙烯开炼共混、压片，得PVC复合的碳材料；然后再将PVC复合的碳材料进行微波辐照。本发明利用疏松多孔的膨胀石墨这类碳材料的吸波性能，在微波辅助作用下，实现无机材料表面的原位修饰，被修饰的碳材料具有良好的与高分子的相容性等特点，解决了无机‑有机材料复合过程的界面相容性等问题，从而实现了碳材料与高分子的良好复合，拓展了其应用领域。
Description
技术领域
本发明属于物理场辅助二维碳材料剥离与表面原位修饰技术领域，适用于有机-无机纳米复合与高分子材料复合功能化技术开发。
背景技术
纳米碳材料作为当前材料科学中应用最广、最具有生命力的材料之一，包括富勒烯，碳纳米管，石墨烯等，同时也作为非常重要的一种功能填料。对于填料来说，其在高分子中分散性要求极高，即纳米碳材料与高分子的界面相容性要极好。对于PVC这类通用低成本的高分子材料，虽用途广泛，但在专业领域的应用其性能还显不足，据报道通过热处理制备出PVC/石墨烯导电复合材料，发现其机械强度及热稳定性都有很大提高；在制备此类复合材料时虽然采用化学溶液法能够使石墨烯具有良好分散性，但是由于存在溶剂回收和污染等问题，难以进行大规模化工业生产，并且石墨烯的价格昂贵，工业化成本较高。然而作为一种新型的碳素材料--膨胀石墨，也具有与石墨烯类似的优异性能，包括耐高温、耐腐蚀、耐辐射、导电、自润滑等特点，更具备了吸附性、轻质柔软、可压缩、回弹等特性。在作为纳米功能填料时利用膨胀石墨在比石墨烯填量高，但总体制备成本下降的条件下，得到膨胀石墨改性的PVC。
发明内容
本发明目的在于为提高无机纳米碳材料与高分子基体之间的相容性而提出一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法。
本发明包括以下步骤：
1）以可膨胀石墨为原料，经微波处理，得到微波膨胀石墨；利用微波热效应所得到膨胀石墨粉末在电镜下微观结构呈多孔卷曲的蠕虫状，利于后续加工。
2）将微波膨胀石墨与聚氯乙烯开炼共混、压片，得PVC复合的碳材料；达到膨胀石墨与高分子的均匀混合。
3）将PVC复合的碳材料进行微波辐照。在微波辐照下，PVC复合的碳材料强烈吸收微波能量，转变为热能，促进其附近区域的高分子被链破坏，膨胀石墨表面部分碳化、粘流以及铺展，从而在石墨片层表面形成聚氯乙烯修饰层。
本发明实现了在微波作用下，利用碳材料的表面原位修饰，提高了无机材料与高分子界面的相容性，以达到无机碳材料与高分子高度相容，从而实现了改善有机-无机纳米复合界面相容性的目的，经过修饰的无机碳材料可与有机高分子高度相容，此种无机纳米颗粒表面原位修饰的方法对其它无机-有机复合材料制备中界面调控与界面相容性改善具有积极的借鉴作用。
本发明利用聚氯乙烯碳化分解过程对微波膨胀石墨进一步剥离，改善二维碳填料结构特性。
本发明利用微波辅助制备膨胀石墨是基于可膨胀石墨的导电特性，利用磁控管产生的磁波，在其内部产生很强的涡电流，进而使可膨胀石墨由内至外迅速升温，因此微波膨胀比传统高温膨化法加热时间快，同时易于操作，受热均匀，所得产物包含形状类似蠕虫，内部含有大量网状微孔结构的膨胀石墨和部分纳米石墨片，提高在基体中的分散性。为了建立一种提升纳米石墨片含量进而提升在高分子基体中的分散性，通过诱发膨胀石墨，在此基础上，表面修饰与进一步剥离的可能性，设计了工艺角度上简单、可控的微波辅助膨胀法。
本发明采用以上表面物理修饰方法，在微波辐照下，利用碳材料自身吸收微波能转化成的热能，促使纳米材料表面附近区域的高分子链发生断键重整与活化，从而实现对碳材料的表面修饰，提高无机材料与高分子基体之间的相容性。
为了利用碳材料自身的吸波特性实现其表面的原位修饰，本发明关键在于：1）拓宽二维碳材料的应用范围及应用领域；2）改善无机碳材料粉体与高分子的相容性。这些目标的实现有赖于无机碳材料的表面修饰。
本发明特点具体体现如下：
1、利用碳材料的吸波性能，在微波场的作用下，在碳材料附近形成热区域，以实现碳材料颗粒表面高分子链原位修饰，极大地改善了无机纳米颗粒与高分子界面的相容性。
2、本发明所提供的方法对其他无机-有机复合材料制备中界面调控与界面相容性改善也有积极的借鉴作用。
3、本发明所采用的设备简单，操作方便，成本低廉，具有极强的实用性与应用价值。
总之，本发明利用疏松多孔的膨胀石墨这类碳材料的吸波性能，在微波辅助作用下，实现无机材料表面的原位修饰，被修饰的碳材料具有良好的与高分子的相容性等特点，解决了无机-有机材料复合过程的界面相容性等问题，从而实现了碳材料与高分子的良好复合，拓展了其应用领域。
进一步地，本发明所述可膨胀石墨的含碳质量≥99.5%。采用含碳质量≥99.5%的可膨胀石墨是保证在微波作用下得到纯度高的膨胀石墨片，避免杂质存在改变微波响应效果，有利于进一步微波辅助聚氯乙烯对其表面修饰工艺的稳定性。
所述步骤1）中，所述微波处理的条件为：微波频率为2.45GHz，辐照功率6000 W，控制辐照温度400～600℃，在保温时间30～120s。采用微波处理工艺设计出发点是基于综合利用微波激励与微波热效应实现对可膨胀石墨的剥离，得到含有层数较少的石墨片或纳米石墨片的微波膨胀石墨。
考虑到所采用聚氯乙烯材料在共混过程中可有效地分散微波膨胀石墨，保证在后续微波辅助表面修饰中的均匀性，本发明所述步骤2）中，所述微波膨胀石墨与聚氯乙烯的共混体积比为2～4∶1。
所述聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯或软质聚氯乙烯。硬质或软质聚氯乙烯由于含氯量不同，导致分子间作用力不同引起软硬度差异。选择硬质或软质聚氯乙烯表明该微波辅助修饰方法的通用性。另外，在聚氯乙烯谈话过程中对应于不同含氯量造成局部氯化氢的浓度差异，也会在表面修饰中发挥出不同的功效，这提供膨胀石墨表面修饰与改性更多的调控手段。
为了达到微波膨胀石墨与聚氯乙烯均匀分散、避免聚氯乙烯热降解，在所述步骤2）中，所述开炼共混的温度为130℃，博通数为5～10。
所述步骤3）中，所述微波辐照的条件为：微波频率2.45GHz，微波辐照功率200～800 W，辐照时间1～5min。所提供的微波辐射源利于均匀辐照加热的进行，可利用膨胀石墨吸收微波的性能，提高混合物对微波的吸收能力，使之在局部能迅速升温，以使得附近区域的高分子断裂，实现碳材料的表面修饰。至于辐照时间，则可根据膨胀石墨含量及聚氯乙烯品种不同有所差异，应低于聚氯乙烯起燃时间。
附图说明
图1为例1步骤1处理后膨胀石墨的SEM照片。
图2为例1步骤3处理后样品的SEM照片。
图3为例2步骤1处理后膨胀石墨的SEM照片。
图4为例2步骤3处理后样品的SEM照片。
图5为例3步骤1处理后膨胀石墨的SEM照片。
图6为例3步骤3处理后样品的SEM照片。
图7为例4步骤1处理后膨胀石墨的SEM照片。
图8为例4步骤3处理后样品的SEM照片。
具体实施方式
实施例1：
1、将原料含碳量大于99.5%的可膨胀石墨置于石英反应器并放入专用微波混合加热腔，采用微波频率为2.45GHz，辐照功率6000W，辐照温度500℃，辐照时间30s后，取出即得到膨胀石墨（EG），如图1所示。
由图1的SEM照片可见：可膨胀石墨经过微波处理得到了膨胀。
2、以硬质PVC和EG体积比例为1∶2混合后，在开炼机上以130℃共混、压片，博通数为10，得到片状PVC复合的碳材料样品。
3、取所得片状PVC复合的碳材料样品适量，均匀平铺于石英反应容器中放入工业微波炉中，采用频率为2.45GHz，辐照功率600W，辐照时间30s，在微波辐照下，强烈吸收微波能量，转变为热能，促进其附近区域的高分子被链破坏，膨胀石墨表面部分碳化、粘流以及铺展，从而在石墨片层表面形成聚氯乙烯修饰层。
从经过步骤3处理后样品的SEM照片如图2所示，可见：经快速微波辐照过后的碳材料和高分子基体表面由疏松多孔到基本光滑平整，提高了无机相之间的相容性和分散性，实现了表面原位修饰。
实施例2：
1、将原料含碳量大于99.5%的可膨胀石墨置于石英反应器放入工业微波炉中，采用频率为2.45GHz，辐照功率6000W，辐照温度400℃，辐照时间50s后，取出即得到膨胀石墨（EG），如图3所示。
由图3的SEM照片可见：可膨胀石墨经过微波处理得到了膨胀。
2、以硬质PVC和EG体积比例为1∶4混合后，在开炼机上以130℃共混、压片，博通数为8，得到片状PVC复合的碳材料样品。
3、取所得片状PVC复合的碳材料样品10g，均匀平铺于石英反应容器中放入工业微波炉中，采用频率为2.45GHz，辐照功率600W，辐照时间30s，在微波辐照下，强烈吸收微波能量，转变为热能，促进其附近区域的高分子被链破坏，膨胀石墨表面部分碳化、粘流以及铺展，从而在石墨片层表面形成聚氯乙烯修饰层。
从经过步骤3处理后样品的SEM照片如图4所示，可见：经快速微波辐照过后的碳材料和高分子基体表面由疏松多孔到基本光滑平整，提高了无机相之间的相容性和分散性，实现了表面原位修饰。
实施例3：
1、将原料含碳量大于99.5%的可膨胀石墨置于石英反应器并放入专用微波混合加热腔，采用微波频率为2.45GHz，辐照功率6000W，辐照温度600℃，辐照时间120s后，取出即得到膨胀石墨（EG），如图5所示。
由图5的SEM照片可见：可膨胀石墨经过微波处理得到了膨胀。
2、以硬质PVC和EG体积比例为1∶2混合后，在开炼机上以130℃共混、压片，博通数为5，得到片状PVC复合的碳材料样品。
3、取所得片状PVC复合的碳材料样品适量均匀平铺于石英反应容器中放入工业微波炉中，采用频率为2.45GHz，辐照功率600W，辐照时间60s，在微波辐照下，强烈吸收微波能量，转变为热能，促进其附近区域的高分子被链破坏，膨胀石墨表面部分碳化、粘流以及铺展，从而在石墨片层表面形成聚氯乙烯修饰层。
从经过步骤3处理后样品的SEM照片如图6所示，可见：经快速微波辐照过后的碳材料和高分子基体表面由疏松多孔到基本光滑平整，提高了无机相之间的相容性和分散性，实现了表面原位修饰。
实施例4：
1、将原料含碳量大于99.5%的可膨胀石墨置于石英反应器并放入专用微波混合加热腔，采用微波频率为2.45GHz，辐照功率6000W，辐照温度500℃，辐照时间30s后，取出即得到膨胀石墨（EG），如图7所示。
由图7的SEM照片可见：可膨胀石墨经过微波处理得到了膨胀。
2、以软质PVC和EG体积比例为1∶2混合后，在开炼机上以130℃共混、压片，博通数为10，得到片状PVC复合的碳材料样品。
3、取所得片状PVC复合的碳材料样品适量均匀平铺于石英反应容器中放入工业微波炉中，采用频率为2.45GHz，辐照功率600W，辐照时间30s，在微波辐照下，强烈吸收微波能量，转变为热能，促进其附近区域的高分子被链破坏，膨胀石墨表面部分碳化、粘流以及铺展，从而在石墨片层表面形成聚氯乙烯修饰层。
从经过步骤3处理后样品的SEM照片如图8所示，可见：经快速微波辐照过后的碳材料和高分子基体表面由疏松多孔到基本光滑平整，提高了无机相之间的相容性和分散性，实现了表面原位修饰。
Claims (7)
1.一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）以可膨胀石墨为原料，经微波处理，得到微波膨胀石墨；
2）将微波膨胀石墨与聚氯乙烯开炼共混、压片，得PVC复合的碳材料；
3）将PVC复合的碳材料进行微波辐照。
2.根据权利要求1所述微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于所述可膨胀石墨的含碳质量≥99.5%。
3.根据权利要求2所述微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于所述步骤1）中，所述微波处理的条件为：微波频率为2.45GHz，辐照功率6000 W，控制辐照温度400～600℃，在保温时间30～120s。
4.根据权利要求1或2或3所述微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于所述步骤2）中，所述微波膨胀石墨与聚氯乙烯的共混体积比为2～4∶1。
5.根据权利要求4所述微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于所述聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯或软质聚氯乙烯。
6.根据权利要求4所述微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于所述步骤2）中，所述开炼共混的温度为130℃，博通数为5～10。
7.根据权利要求1或2所述微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法，其特征在于所述步骤3）中，所述微波辐照的条件为：微波频率2.45GHz，微波辐照功率200～800 W，辐照时间30s～5min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710981733.1A CN107698799A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710981733.1A CN107698799A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107698799A true CN107698799A (zh) | 2018-02-16 |
Family
ID=61181832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710981733.1A Pending CN107698799A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107698799A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110614787A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-27 | 卫革 | 一种基于富勒烯增强pvc板材力学性能的方法及其设备 |
| CN112029138A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-04 | 金川集团股份有限公司 | 氯化专用聚氯乙烯树脂的制备方法 |
| CN112831108A (zh) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 北京石墨烯研究院 | 聚乙烯-石墨烯复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001028771A1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-04-26 | Loctite Corporation | Microwave curable compositions |
| CN1532043A (zh) * | 2003-03-15 | 2004-09-29 | 1 | 利用微波辐射生产三维物体的方法 |
| CN101428792A (zh) * | 2007-11-08 | 2009-05-13 | Sgl碳股份公司 | 膨胀石墨及其制备方法 |
| CN103160146A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-06-19 | 扬州大学 | 一种微波辅助铁氧体表面原位修饰的方法 |
| CN103395777A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-11-20 | 大同市普朔科技有限责任公司 | 一种纳米石墨碳粉的制备方法 |
-
2017
- 2017-10-20 CN CN201710981733.1A patent/CN107698799A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001028771A1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-04-26 | Loctite Corporation | Microwave curable compositions |
| CN1532043A (zh) * | 2003-03-15 | 2004-09-29 | 1 | 利用微波辐射生产三维物体的方法 |
| CN101428792A (zh) * | 2007-11-08 | 2009-05-13 | Sgl碳股份公司 | 膨胀石墨及其制备方法 |
| CN103160146A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-06-19 | 扬州大学 | 一种微波辅助铁氧体表面原位修饰的方法 |
| CN103395777A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-11-20 | 大同市普朔科技有限责任公司 | 一种纳米石墨碳粉的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KANDAGADDLA VENKATASUBRAHMANAYAM,ET AL.: "The effect of microwave radiation on polyvinyl chloride-graphite thick film resistors", 《MICROELECTRONICS INTERNATIONAL》 * |
| 余志伟主编: "《矿物材料与工程》", 31 December 2012, 中南大学出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110614787A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-27 | 卫革 | 一种基于富勒烯增强pvc板材力学性能的方法及其设备 |
| CN112831108A (zh) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 北京石墨烯研究院 | 聚乙烯-石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN112029138A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-04 | 金川集团股份有限公司 | 氯化专用聚氯乙烯树脂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Recent advances in microwave initiated synthesis of nanocarbon materials | |
| CN103073891B (zh) | 一种具有高导电率的柔性导电复合材料的制备方法 | |
| CN105694433B (zh) | 一种兼备高导热性和柔韧性的聚合物泡沫/石墨烯复合材料制备方法 | |
| CN102464313B (zh) | 石墨烯的制备方法 | |
| CN102698666B (zh) | 基于红外线辐照的石墨烯/纳米粒子复合材料的制备方法 | |
| CN105645403A (zh) | 一种高性能氮掺杂三维石墨烯的制备方法 | |
| CN102730664B (zh) | 一种表面含氟碳纳米管及其制备方法 | |
| CN107081165B (zh) | 一种类石墨烯氮化碳材料及其制备方法和用途 | |
| CN101613100B (zh) | 生物质基的石墨化碳及碳-碳复合材料的微波制备方法 | |
| CN107381546A (zh) | 一步水热法制备碳纳米管/石墨烯杂化导电材料的方法 | |
| CN104445153B (zh) | 一种由石墨烯宏量制备炭纳米卷的方法 | |
| CN104401977A (zh) | 一种石墨烯气凝胶及石墨烯-纳米碳管气凝胶的制备方法 | |
| Hazarika et al. | Microwave-induced hierarchical iron-carbon nanotubes nanostructures anchored on polypyrrole/graphene oxide-grafted woven Kevlar® fiber | |
| CN102690426B (zh) | 基于红外线辐照的石墨烯/聚合物复合材料的制备方法 | |
| CN107141007A (zh) | 一种基于石墨烯的复合导热膜及其制备方法 | |
| CN104108700B (zh) | 一种石墨烯材料粉体及制备方法 | |
| CN107732245B (zh) | 一种用于锂电池的硬碳/石墨烯复合负极材料的制备方法 | |
| Wang et al. | Synthesis of long chain-like nickel cobalt oxide nanoneedles–reduced graphene oxide composite material for high-performance supercapacitors | |
| CN104973591A (zh) | 一种高质量石墨烯及其制备方法 | |
| CN112086297B (zh) | 石墨烯纳米碳电极材料、制备方法及锂离子电容器电极 | |
| CN107698799A (zh) | 一种微波辅助膨胀石墨表面聚氯乙烯原位修饰的方法 | |
| CN102515151A (zh) | 具有层柱状支撑结构的多孔石墨烯及其制备方法 | |
| CN103951916A (zh) | 一种rgo/氧化铁填充的聚偏氟乙烯复合吸波材料及其制备方法 | |
| CN114436251A (zh) | 高热稳定性、绝缘高导热的氟化石墨烯的制备方法及应用 | |
| Oh et al. | Electrically conductive poly (methyl methacrylate)-reduced graphene oxide/poly (styrene-co-acrylonitrile) composite with double percolative architecture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180216 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |