一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法技术

一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，包括以下步骤：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取不同质量的端羟基多壁碳纳米管并置入10mL N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，超声分散1h；2）称取不同质量的聚己二酸乙二醇并溶解于10mL DMF中；3）将步骤1）与步骤2）获得的溶液按比例混合，机械搅拌后使用超声分散2h，得到铸膜溶液；4）移取铸膜液在恒温热台上固化成膜；5）将步骤4）中制得的共混膜消除热历史，降温至25℃~35℃等温结晶，并使完全结晶；工艺简单，操作方便，制备周期短，可实现作为一种降解性功能性高分子材料，在电容器，传感器，生物医疗器件方面均有潜在的应用价值。

Method for preparing poly (ethylene glycol adipate) / end hydroxyl multi wall carbon nanotube nano composite film

A method for preparing polyethylene adipate glycol / hydroxyl terminated multi walled carbon nanotube composite film, which comprises the following steps: 1) the end hydroxyl multi wall carbon nanotube vacuum drying take out after 3 days, said a different quality of end hydroxyl multi wall carbon nanotubes and the placement of 10mL N, N dimethylformamide (two DMF) solvent, ultrasonic dispersion 1H; 2) according to different quality of polyethylene glycol adipate and dissolved in 10mL DMF; 3) in step 1) and step 2) obtained solution mixed in proportion, stirring after using ultrasonic dispersion 2h, by casting solution; 4) remove the cast film liquid in constant temperature hot stage curing membrane; 5) step 4) blend film prepared by eliminating thermal history, cooling to 25 DEG ~35 DEG isothermal crystallization, and complete crystallization; simple process, convenient operation, short preparation cycle, can be realized as a function of high degradation Molecular materials have potential applications in capacitors, sensors, and biomedical devices.

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法
本专利技术属于制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的
，具体涉及一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法。
技术介绍
随着环境问题的日趋恶化和人们对生存环境的关注，可生物降解材料受到了广泛关注。脂肪族聚酯由于其生物降解性和优异的生物相容性，已成为研究的热点。聚己二酸乙二醇酯是一种优良的脂肪族聚酯，易被自然界中的多种微生物或动、植物体内的酶分解、代谢，最终形成二氧化碳和水。但聚己二酸乙二醇存在结晶度低、成型速率慢、热稳定性及物理机械性较差等缺陷，这极大地限制了其广泛应用。目前，人们多采用与聚乳酸等共聚、或与聚偏氟乙烯共混等方法改善聚己二酸乙二醇的热稳定性和机械性能，但与纳米复合研究甚少。多壁碳纳米管具有较大的长径比和比表面积，作为纳米填料可赋予聚合物复合材料优异的机械强度、极低的热膨胀系数和加工性能。和传统填充物相比，仅添加少量的端羟基多壁碳纳米管就可大幅度提高材料的力学、电学和热学性质，从而为制备高性能和多功能化的聚合物基复合材料提供了新途径。聚己二酸乙二醇加入端羟基多壁碳纳米管后，能够快速提高聚己二酸乙二醇的结晶温度并缩短其成型周期，改善力学性能。未来在智能降解材料、电容、医疗行业有广泛的潜力。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，提高聚己二酸乙二醇结晶温度，增强力学性能，工艺方法简单，制得的复合材料不仅具有优异的力学性能而且大大缩短了成型周期。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，包括以下步骤：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.001g～0.003g的端羟基多壁碳纳米管并置入10mlN,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，超声分散1h，获得端羟基多壁碳纳米管溶液；2）称取0.3g～0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中，获得聚己二酸乙二醇溶液；3）将步骤1）与步骤2）的溶液按比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管铸膜溶液；4）将步骤3）获得的铸膜溶液在20℃~40℃的恒温热台上固化成膜，制得共混膜；5）将步骤4）中制得的不同质量比例的三种共混膜在80℃的恒温热台上熔融8min消除热历史，然后以60℃/min的速率降温至25℃~35℃等温结晶2h~4h，并使完全结晶；将结晶后的共混薄膜使用广角X射线衍射仪、示差扫描量热仪、偏光显微镜与扫描电子显微镜等手段表征聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的晶体形貌特征与结晶温度。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用溶液浇注制备一种聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜，在本专利技术的温度下和不同配比下培养，制备的一种高附加值的脂肪族生物降解薄膜。本专利技术采用了有机高分子结晶性材料复合无机纳米填料制备具有优异的高附加性能的环保薄膜材料代替高污染、不易分解的材料，有望在导电材料、功能化涂料、降解多能等领域得到广泛的应用。本专利技术通过提高聚己二酸乙二醇结晶温度、改变晶体尺寸大小来缩短成型周期，提高复合材料的附加值。附图说明图1为本专利技术偏光显微镜形貌图，其中图1（a）为实施例1的偏光显微镜形貌图；图1（b）为实施例2的偏光显微镜形貌图；图1（c）为实施例3的偏光显微镜形貌图。图2为示差扫描量热仪降温图，其中图2中PEA、PEA-0.2和PEA-0.4分别为实施例1、实施例2和实施例3的示差扫描量热仪降温图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1（实施例1为对比实施例，是在无端羟基多壁碳纳米管的情况下制备的复合薄膜）：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.000g的端羟基多壁碳纳米管并置入N,N-二甲基甲酰胺10mL（DMF）溶剂中，超声分散1h；2）称取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中；3）将步骤1）与步骤2）获得的两溶液按0.5:0.000的比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到纯聚己二酸乙二醇铸膜溶液；4）移取铸膜液在40℃恒温热台上固化成共混膜；5）将步骤4）中制得的共混膜在80℃的恒温热台上熔融8min消除热历史，然后以60℃/min的速率降温至32℃等温结晶4h，并使完全结晶；6）将结晶后的共混薄膜使用广角X射线衍射仪、示差扫描量热仪、偏光显微镜与扫描电子显微镜等手段表征聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的结晶温度为14.98℃，球晶尺寸为200μm。实施例2：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.001g的端羟基多壁碳纳米管并置入N,N-二甲基甲酰胺10ml（DMF）溶剂中，超声分散1h；2）称取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中；3）将步骤1）与步骤2）获得的两溶液按0.5:0.001的比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到配比为0.2%聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管的铸膜溶液；4）移取铸膜液在20℃恒温热台上固化成共混膜；5）将步骤4）中制得的的共混膜在80℃的恒温热台上熔融8min消除热历史，然后以60℃/min的速率降温至25℃等温结晶3h，并使完全结晶。将结晶后的共混薄膜使用广角X射线衍射仪、示差扫描量热仪、偏光显微镜与扫描电子显微镜等手段表征聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的结晶温度为24.43℃；实施例31）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.002g的端羟基多壁碳纳米管并置入N,N-二甲基甲酰胺10mL（DMF）溶剂中，超声分散1h；2）称取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中；3）将步骤1）与步骤2）获得的两溶液按0.5:0.002的比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到配比为0.4%的聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管铸膜溶液；4）移取铸膜液在30℃恒温热台上固化成共混膜；5）将步骤4）中制得的共混膜在80℃的恒温热台上熔融8min消除热历史，然后以60℃/min的速率降温至30℃等温结晶2h，并使完全结晶。将结晶后的共混薄膜使用广角X射线衍射仪、示差扫描量热仪、偏光显微镜与扫描电子显微镜等手段表征聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的结晶温度为27.06℃，生成不足20μm的碎晶；实施例41）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.003g的端羟基多壁碳纳米管并置入N,N-二甲基甲酰胺10mL（DMF）溶剂中，超声分散1h；2）称取0.4g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中；3）将步骤1）与步骤2）获得的两溶液按0.5:0.002的比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到配比为0.4%的聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.001g～0.003g的端羟基多壁碳纳米管并置入10mL N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，超声分散1h，获得端羟基多壁碳纳米管溶液；2）称取0.3g～0.6g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mL DMF中，获得聚己二酸乙二醇溶液；3）将步骤1）与步骤2）的溶液按比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管的铸膜溶液；4）将步骤3）获得的铸膜溶液在20℃~40℃的恒温热台上固化成膜，制得共混膜；5）将步骤4）中制得的不同质量比例的共混膜在80℃的恒温热台上熔融8min消除热历史，然后以60℃/min的速率降温至25℃~35℃等温结晶2h~4h，并使完全结晶。

【技术特征摘要】
1.一种制备聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.001g～0.003g的端羟基多壁碳纳米管并置入10mLN,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，超声分散1h，获得端羟基多壁碳纳米管溶液；2）称取0.3g～0.6g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中，获得聚己二酸乙二醇溶液；3）将步骤1）与步骤2）的溶液按比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管的铸膜溶液；4）将步骤3）获得的铸膜溶液在20℃~40℃的恒温热台上固化成膜，制得共混膜；5）将步骤4）中制得的不同质量比例的共混膜在80℃的恒温热台上熔融8min消除热历史，然后以60℃/min的速率降温至25℃~35℃等温结晶2h~4h，并使完全结晶。2.根据权利要求1所述的聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，其特征在于，所述的步骤３）的溶液按0.5:0.001或0.5:0.002的比例混合。3.根据权利要求1所述的聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管纳米复合薄膜的方法，其特征在于，包括有以下步骤：1）将端羟基多壁碳纳米管真空干燥3天后取出，称取0.001g的端羟基多壁碳纳米管并置入N,N-二甲基甲酰胺10ml（DMF）溶剂中，超声分散1h；2）称取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mLDMF中；3）将步骤1）与步骤2）获得的两溶液按0.5:0.001的比例混合，机械搅拌30min后继续使用超声分散2h，最终使得端羟基多壁碳纳米管与聚己二酸乙二醇混合均匀，得到配比为0.2%聚己二酸乙二醇/端羟基多壁碳纳米管的铸膜溶液；4）移取铸膜液在20℃恒温热台上固化成共混膜；5）将步骤4）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，李镇伟，阮潇潇，杨茜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61