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一種單片氧化石墨烯/聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水相復合材料及其制備方法與流程

文檔序號:11100713閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種單片氧化石墨烯/聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水相復合材料,其特征在于:所述的水相復合材料是由單片氧化石墨烯水相分散液和聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液混合而成,其中,單片氧化石墨烯質量分數(shù)控制在0.1%~0.4%,聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺質量分數(shù)控制在1%~4%。

2.如權利要求1所述的單片氧化石墨烯/聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水相復合材料,其特征在于:所述的水相復合材料的分散狀態(tài)如式(Ⅰ)所示:

3.一種制備如權利要求1或2所述的單片氧化石墨烯/聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水相復合材料的方法,其特征在于:所述方法的具體步驟如下:

在25℃下,用去離子水分別配制單片氧化石墨烯水相分散液和聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液備用;

在25℃下,往反應器中加入預先配制的單片氧化石墨烯水相分散液,啟動機械攪拌裝置,勻速滴加聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液,滴加完畢后繼續(xù)劇烈攪拌,待攪拌混合均勻后即可制得高分散的單片氧化石墨烯/聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水相復合材料。

4.如權利要求3所述的制備方法,其特征在于:每總質量為100份的單片氧化石墨烯、聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺和去離子水中,單片氧化石墨烯為0.1~0.4質量份,聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺為1~4質量份,其余為去離子水。

5.如權利要求3所述的制備方法,其特征在于:聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液滴加時間為30~120min。

6.如權利要求3所述的制備方法,其特征在于:聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液滴加完畢后繼續(xù)劇烈攪拌時間0.5~2.0h。

7.如權利要求3所述的制備方法,其特征在于:所述的單片氧化石墨烯水相分散液是由單片氧化石墨烯及水組成,該單片氧化石墨烯的化學結構如式(Ⅲ)所示:

單片氧化石墨烯水相分散液的制備方法具體步驟如下:

稱取天然鱗片狀石墨原料加入到裝有濃硫酸和濃磷酸混合液的反應器內,開啟機械攪拌裝置并控制反應器內溫度在0℃~3℃,攪拌5~15h,優(yōu)選是10h,待天然鱗片狀石墨與濃硫酸和濃磷酸混合液充分浸潤后,緩慢加入高錳酸鉀,依次在0℃~3℃低溫下攪拌反應1~2h和在35℃~50℃中溫下攪拌反應10~40h;然后加入去離子水,升溫,待溫度升至70℃~100℃,攪拌反應0.5h,再緩慢滴加過氧化氫,待滴加完畢后,在70℃~100℃下繼續(xù)攪拌反應0.5h;反應結束后趁熱過濾、洗滌、調節(jié)pH=6.0~7.0、超聲剝離處理,即得單片氧化石墨烯水相分散液。

8.如權利要求3所述的制備方法,其特征在于:所述的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺的化學結構如式(Ⅳ)所示:

n為21或35;

聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液的制備方法具體步驟如下:

在30℃下,稱取甲基丙烯酰胺單體和聚乙二醇單甲醚單體,以二甲基甲酰胺為溶劑,配制質量分數(shù)為40%的甲基丙烯酰胺和聚乙二醇單甲醚混合單體二甲基甲酰胺溶液備用;將預先配制的甲基丙烯酰胺和聚乙二醇單甲醚混合單體二甲基甲酰胺備用溶液加入到反應器中,啟動磁力攪拌裝置,然后在氮氣保護下加入阻聚劑和引發(fā)劑,繼續(xù)通氮去氧,待溫度升至30℃~60℃時,在無氧無水條件下磁力攪拌反應2~5h后出料;將出料物再經甲醇沉淀、無水乙醇洗滌,加入去離子水以調整質量分數(shù),即制得聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水溶液。

9.如權利要求1或2所述的單片氧化石墨烯/聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酰胺水相復合材料作為水泥砂漿或水泥混凝土添加劑的應用。

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