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技术摘要:
本发明提出了一种高阻燃性的导电复合材料及其制备方法,所述的制备方法,包括以下步骤:首先在细菌纤维素(BC)的匀浆中通过原位聚合反应获得聚合物包覆的细菌纤维素浆液,将聚合物包覆的细菌纤维素浆液脱水处理,然后加入改性氧化石墨烯和聚磷酸铵,超声分散均匀,最后 全部
背景技术:
细菌纤维素具有多孔性三维网络结构以及拥有大量的羟基可进行改性等优点,有 着作为基体材料巨大的优势,可广泛应用于纺织、食品、造纸、电子以及生物医用材料。聚合 物纳米复合材料既具有高聚物本身的优点,又兼备了纳米粒子的特异属性,因而使其具有 全新的性质和功能,如高强度、高模量、高耐热性、高透明性、高导电性以及对油和气体的高 阻隔性等,使其在力学、催化、功能材料(电、磁、光、敏感等)领域有着广阔的应用前景。但聚 合物纳米复合材料中纳米粒子的主要成分为碳元素和氢元素受到高温作用时会发生燃烧 和分解,属于易燃材料.在很大程度上限制了对其的应用。并且,聚合物材料发生燃烧时,产 生大量的光、热和毒害性烟气.极易造成人员伤亡和财产损失。因此,让聚合物纳米复合材 料具备耐火性能成为聚合物研究领域的一个重要课题。
技术实现要素:
本发明提出一种高阻燃性的导电复合材料及其制备方法,通过聚合物、FGO和APP 之间的协同配合,在降低FGO使用量的条件下,使复合材料表现出非常优异的阻燃性,适用 于工业应用。 本发明的技术方案是这样实现的:一种高阻燃性的导电复合材料的制备方法,包 括以下步骤:首先在细菌纤维素(BC)的匀浆中通过原位聚合反应获得导电聚合物包覆的细 菌纤维素浆液,将导电聚合物包覆的细菌纤维素浆液脱水处理获得细菌纤维素/导电聚合 物的粘浆,然后加入改性氧化石墨烯(FGO)和聚磷酸铵(APP),超声分散均匀,最后冷冻干 燥。 进一步地,细菌纤维素/导电聚合物的粘浆、改性氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比 为1:0-0.025:0-0.15。 进一步地,导电聚合物为聚苯胺(PAN)或聚吡咯(PPY)。 进一步地,改性氧化石墨烯的制备方法,包括以下步骤: (1)将硼酸分散到乙醇溶液中,得到溶液A,将氧化石墨烯(GO)分散到乙醇溶液中, 得到溶液B; (2)在搅拌条件下向溶液B中加入硅烷偶联剂-KH550,然后加入溶液A,继续搅拌反 应0.5-2h,得到溶液C; (3)对溶液C进行抽滤,抽滤过程中用乙醇溶液洗涤2-3次,最后干燥,得到改性氧 化石墨烯(FGO)。 一种高阻燃性的导电复合材料,采用上述方法制备。 本发明的有益效果: 3 CN 111718517 A 说 明 书 2/6 页 本发明的BC/PPY/FGO/APP复合材料即使添加较少量的FGO,极限氧指数也达到了 70%以上,表现出非常优异的阻燃性,PPY、FGO和APP之间的配合,有利于大幅度提高BC的阻 燃性;采用APP降低FGO的添加量,降低了复合材料的成本,适用于工业应用。在极限氧指数 测定过程中,BC/PPY/FGO/APP复合材料燃烧时,有很少量的烟雾产生,且没有明火产生,说 明BC/PPY/FGO/APP复合材料不仅具有良好的阻燃性能,而且具有对环境友好的性质。 本发明的BC/PAN复合材料具有良好的阻燃性能,属于难燃材料,随着改性氧化石 墨烯含量的增加,FGO-BC/PAN复合材料的极限氧指数增加,在加入了5%FGO时极限氧指数 更是高达61.3%,具备了非常优异的阻燃性能。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为对比例七BC/PPY复合材料的电镜照片; 图2为对比例五FGO含量为2.5%的BC/PPY/FGO复合材料的电镜照片; 图3为实施例五FGO含量为2.5%的BC/PPY/FGO/APP复合材料的电镜照片; 图4为实施例八BC/PAN复合材料的电镜照片; 图5为实施例十一FGO-BC/PAN复合材料的电镜照片。