一種磁性納米復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能磁性聚合物納米復(fù)合膜材料在國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域都有極大的應(yīng)用價(jià)值。磁性聚合物具有防靜電的特性，可以用于電磁屏蔽。磁性聚合物具有摻雜和脫摻雜特性，可以做可充放電的電池、電極材料；它對(duì)電信號(hào)的變化非常敏感，因此可以做傳感器；能夠吸收微波，因此可以做隱身飛機(jī)的涂料；利用磁性聚合物可以由絕緣體變?yōu)榘雽?dǎo)體再變?yōu)閷?dǎo)體的特性，可以使巡航導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中隱形，然后在接近目標(biāo)后絕緣起爆；與納米技術(shù)相結(jié)合，磁性聚合物可以制成分子導(dǎo)線材料，制作分子器件和其它電子兀件。
[0003]由于納米粒子的尺度效應(yīng)，在與高聚物材料共混的過(guò)程中非常容易團(tuán)聚而難以得到分散均勻的復(fù)合材料，其磁性效率大受影響。與此同時(shí)，納米粒子與高聚物材料的相容性差，不容易形成分散均勻、結(jié)構(gòu)持久的復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決多種磁性聚合物納米復(fù)合材料的納米粒子分散性差的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種磁性納米復(fù)合材料的制備方法。
[0005]—種磁性納米復(fù)合材料的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0006]—、將聚合物納米纖維分散液進(jìn)行涂覆成膜，然后共混成型，再采用刻蝕或者聚合物靜電紡絲的方式制得聚合物多孔膜材料；
[0007]二、將帶電高聚物加載到步驟一制備的聚合物多孔膜材料表面，控制帶電高聚物的加載量達(dá)到質(zhì)量濃度為0.15%以上，然后采用溶劑潤(rùn)洗去除游離態(tài)的帶電高聚物，吹干;
[0008]三、通過(guò)浸潤(rùn)的方式，將帶電磁性納米粒子吸附到步驟二處理的帶電高聚物的聚合物多孔膜材料表面，控制吸附量達(dá)到質(zhì)量濃度為20%以上，然后采用溶劑潤(rùn)洗去除游離態(tài)的帶電磁性納米粒子，吹干；其中磁性納米粒子的電性與帶電高聚物的電性相反；
[0009]四、將步驟二和步驟三的操作重復(fù)多次，干燥，得到初期磁性薄膜；
[0010]五、將步驟四得到的初期磁性薄膜進(jìn)行后處理，得到磁性納米復(fù)合材料。
[0011]其中，步驟一中聚合物納米纖維分散液中聚合物納米纖維的制備方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0012]A、采用質(zhì)量濃度為8%?18%的聚合物紡絲原液制備聚合物初生纖維；制備聚合物初生纖維的方法為將聚合物紡絲原液經(jīng)噴絲板，進(jìn)入凝固浴凝固I?300s ;
[0013]B、將步驟A得到的聚合物初生纖維浸入在反應(yīng)釜內(nèi)的溶劑中，控制溫度為20?350°C，壓力為I?lOOatm，超聲處理I?5000h ;溶劑為硫酸、鹽酸、甲醇、乙醇、卩比啶、石油醚、四氫呋喃、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、二甲基亞砜、三乙胺、苯胺、水、苯酚、乙二醇、乙二胺、丙三醇和丁二醇中的一種或者多種的任意比混合；
[0014]C、將步驟B得到的混合物過(guò)濾，去除溶劑，得到聚合物納米纖維。
[0015]本發(fā)明首先將聚合物制備成納米纖維，然后將其制備成多孔膜材料，最終在多孔膜材料表面通過(guò)層層自組裝的方式將磁性納米粒子高效的沉淀在納米纖維表面，形成完整的磁性通路，此類(lèi)復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的磁性與耐疲勞能力，具有良好的應(yīng)用前景。
[0016]本發(fā)明采用先制備聚合物納米纖維膜材料，然后以膜材料為骨架，通過(guò)層層自組裝的方式將磁性納米粒子沉積到納米纖維表面，實(shí)現(xiàn)三維磁性網(wǎng)絡(luò)的完美構(gòu)筑。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明所制備的磁性聚合物復(fù)合材料磁性?xún)?yōu)異，接近金屬合金與鐵氧體的磁性，而且力學(xué)性能優(yōu)異；2、所述方法普適性強(qiáng)，可適應(yīng)大量的聚合物材料，而且磁性網(wǎng)絡(luò)連續(xù)性與均一性好；3、層層自組裝法可以實(shí)現(xiàn)相容性差的聚合物-納米粒子體系的有機(jī)復(fù)合，并且結(jié)構(gòu)保持能力強(qiáng)；4、本發(fā)明所用制備方法簡(jiǎn)單，有利于規(guī)模化生產(chǎn)，因此有非常好的應(yīng)用前景。
[0018]本發(fā)明用于制備高性能磁性納米復(fù)合材料。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為實(shí)施例一制備的磁性Piro納米纖維/四氧化三鐵納米顆粒復(fù)合膜材料的實(shí)物圖；
[0020]圖2為實(shí)施例一制備的磁性Piro納米纖維/四氧化三鐵納米顆粒復(fù)合膜材料的SEM 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】之間的任意組合。
[0022]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種磁性納米復(fù)合材料的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0023]—、將聚合物納米纖維分散液進(jìn)行涂覆成膜，然后共混成型，再采用刻蝕或者聚合物靜電紡絲的方式制得聚合物多孔膜材料；
[0024]二、將帶電高聚物加載到步驟一制備的聚合物多孔膜材料表面，控制帶電高聚物的加載量達(dá)到質(zhì)量濃度為0.15%以上，然后采用溶劑潤(rùn)洗去除游離態(tài)的帶電高聚物，吹干;
[0025]三、通過(guò)浸潤(rùn)的方式，將帶電磁性納米粒子吸附到步驟二處理的帶電高聚物的聚合物多孔膜材料表面，控制吸附量達(dá)到質(zhì)量濃度為20%以上，然后采用溶劑潤(rùn)洗去除游離態(tài)的帶電磁性納米粒子，吹干；其中磁性納米粒子的電性與帶電高聚物的電性相反；
[0026]四、將步驟二和步驟三的操作重復(fù)多次，干燥，得到初期磁性薄膜；
[0027]五、將步驟四得到的初期磁性薄膜進(jìn)行后處理，得到磁性納米復(fù)合材料。
[0028]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中聚合物納米纖維分散液中聚合物納米纖維的制備方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0029]A、采用質(zhì)量濃度為8%?18%的聚合物紡絲原液制備聚合物初生纖維；制備聚合物初生纖維的方法為將聚合物紡絲原液經(jīng)噴絲板，進(jìn)入凝固浴凝固I?300s ;
[0030]B、將步驟A得到的聚合物初生纖維浸入在反應(yīng)釜內(nèi)的溶劑中，控制溫度為20?350°C，壓力為I?lOOatm，超聲處理I?5000h ;溶劑為硫酸、鹽酸、甲醇、乙醇、卩比啶、石油醚、四氫呋喃、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、二甲基亞砜、三乙胺、苯胺、水、苯酚、乙二醇、乙二胺、丙三醇和丁二醇中的一種或者多種的任意比混合；
[0031]C、將步驟B得到的混合物過(guò)濾，去除溶劑，得到聚合物納米纖維。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0032]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟一中聚合物納米纖維分散液為聚對(duì)苯撐苯并咪唑納米纖維分散在乙醇/氫氧化鈉溶液中的混合溶液，其中按質(zhì)量份數(shù)聚對(duì)苯撐苯并咪唑納米纖維為I份、乙醇為99份、氫氧化鈉為I份。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟一中涂覆方式為旋涂。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0034]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟二中帶電高聚物為聚丙烯酸納、聚甲基丙烯酸納，聚二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯、聚(2-乙基丙烯酸)納、聚羥基丙烯酸鈉、聚二烯二甲基氯化銨、聚二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺共聚物、氯化-2-羥基-3-(三甲氨基)丙基聚環(huán)氧乙烷纖維素醚、聚N，N，N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化銨-丙烯酰胺共聚物、二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-馬來(lái)酸)鈉鹽、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚茴香磺酸鈉、聚萘甲醛磺酸鈉鹽、聚烯丙基磺酸鈉和聚二硫二丙烷磺酸鈉中的一種或者多種按任意比的混合。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟二中加載方式為化學(xué)接枝或者物理吸附。其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟二和步驟三中所述溶劑為水。其它與【具體實(shí)施方式】