本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米復(fù)合膜及其制備方法，具體涉及一種氨基化氧化石墨烯/高密度乙烯納米復(fù)合膜及其制備方法。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，聚合物薄膜以其優(yōu)異的綜合性能在工農(nóng)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。然而，由于通用高分子聚合物材料阻隔性不佳造成的安全事故和中間損失使其在部分領(lǐng)域不能被廣泛推廣，如油氣集輸用聚合物材料因阻隔性低易導(dǎo)致油氣泄漏，引發(fā)惡性事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和環(huán)境問(wèn)題。食品、藥品包裝材料因阻隔不佳造成的產(chǎn)品中間損失高達(dá)30～50％。因此，進(jìn)一步提高聚合物薄膜的阻隔性能已成為一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。在提高聚合物薄膜阻隔性技術(shù)中，利用納米片層填料與聚合物之間良好的界面作用以及納米片層填料在聚合物基體中引起氣體滲透的“可滲透面積減小效應(yīng)”和“多路徑效應(yīng)”來(lái)提高聚合物基體的阻隔性能的方法，具有操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品性?xún)r(jià)比高及易于回收等優(yōu)點(diǎn)，成為目前國(guó)內(nèi)外薄膜制造行業(yè)提高聚合物阻隔性能研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。該方法需突破兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：①納米片層狀填料應(yīng)具有較大的寬厚比；②納米片層狀填料應(yīng)與基體形成良好的界面結(jié)合。功能化石墨烯，如氧化石墨烯、羧基化石墨烯、磺化石墨烯等，是石墨烯上的部分雙鍵被含氧官能團(tuán)、有機(jī)小分子或大分子等所取代的產(chǎn)物，以其巨大的寬厚比(厚度僅為1nm左右，其寬度最大可達(dá)十個(gè)微米)及在水和其他溶劑中的易分散性，使其成為近年來(lái)科學(xué)界提高聚合物阻隔性能的研究熱點(diǎn)。專(zhuān)利“一種氧化石墨烯涂覆膜的制備方法”(公開(kāi)號(hào)為CN102173145A)將氧化石墨烯加入水中，邊超聲處理邊攪拌得到氧化石墨烯的膠體懸浮液(1mL水中加入1mg氧化石墨烯)，然后通過(guò)噴涂或輥壓的方式將氧化石墨 烯的膠體懸浮液涂覆在通用薄膜表面，干燥后形成氧化石墨烯薄膜。涂覆若干層，待最上面一層氧化石墨烯涂層干燥形成薄膜后，最終覆蓋一層通用薄膜，即得到氧化石墨烯涂覆膜。該方法制備的氧化石墨烯涂覆膜不僅透明性好、安全性高、環(huán)保性好，而且具有優(yōu)異的阻隔性，尤其是對(duì)二氧化碳?xì)怏w的阻隔性得到極大提高。但上述方法將納米氧化石墨烯通過(guò)噴涂或輥壓技術(shù)涂覆成膜后，轉(zhuǎn)變成為宏觀(guān)氧化石墨，聚合物基體與氧化石墨自組裝后層與層間的結(jié)合力較弱，容易發(fā)生剝離脫落，不利于長(zhǎng)期使用。專(zhuān)利“高阻隔性氧化石墨烯與聚合物納米復(fù)合膜的制備方法”(公開(kāi)號(hào)為CN102115566A)將氧化石墨烯加入溶劑中，在20～45℃條件下超聲處理并攪拌制備氧化石墨烯膠體懸浮液。然后向氧化石墨烯的膠體懸浮液中加入聚合物，在20～120℃下邊超聲處理邊攪拌，使聚合物完全溶解，得到氧化石墨烯/聚合物溶液。去除氧化石墨烯/聚合物溶液中的氣泡后，采用流延或吹塑的方法得到氧化石墨烯/聚合物復(fù)合薄膜。通過(guò)該方法制備的氧化石墨烯/聚合物納米復(fù)合薄膜不存在界面脫離或脫落風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)二氧化碳?xì)怏w的阻隔性大幅度提高。但該復(fù)合薄膜制備的前提必須將聚合物基體均勻的溶解在溶劑當(dāng)中。而實(shí)際情況是，溶解聚合物需要花費(fèi)大量時(shí)間，且部分聚合物如聚乙烯、超高分子量聚乙烯等并不易被溶劑所溶解，因此該方法操作步驟相對(duì)復(fù)雜，不具有實(shí)用性和通用性。同時(shí)流延或吹塑的方法制備的復(fù)合薄膜中填料和基體之間也不可避免的存在一些殘留通道，氣體阻隔性能提高有限。通過(guò)氧化石墨烯與聚合物復(fù)合制備復(fù)合材料提高基體的阻隔性能，不僅要求氧化石墨烯能夠均勻地分散在基體內(nèi)，更重要的是需要氧化石墨烯與高聚物之間有良好的界面相容性。氧化石墨烯因其表面和邊緣含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)而具有良好的親水性，但卻導(dǎo)致與非極性聚合物如聚乙烯、聚丙烯等基體間的界面相容性差，而不能有效提高以上基體的阻隔性能，反而會(huì)降低其阻隔性。此外，氧化石墨烯在有機(jī)溶劑如丙酮、甲醇、 乙醇及二氯甲烷中分散性差，不能長(zhǎng)時(shí)間保存，也會(huì)限制氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料的制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜及其制備方法，該方法能夠克服現(xiàn)有方法中溶劑難溶非極性聚合物及傳統(tǒng)氧化石墨烯無(wú)法提高非極性聚合物阻隔性能的缺陷，同時(shí)能夠降低氣體滲透通道，經(jīng)該方法制得的氨基化氧化石墨烯/聚乙烯納米復(fù)合膜具有均勻的殼芯隔離結(jié)構(gòu)，阻隔性能高。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜的制備方法，將氧化石墨烯與十二烷基胺反應(yīng)制成氨基化氧化石墨烯后，將氨基化氧化石墨烯與高密度聚乙烯粉末充分混合于二甲苯中制得懸浮液，將懸浮液真空抽濾后干燥，再通過(guò)熔融熱壓處理，制得氨基化氧化石墨烯/聚乙烯納米復(fù)合膜。一種氨基化氧化石墨烯/聚乙烯納米復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟：1)制備氨基化氧化石墨烯將氧化石墨烯分散于去離子水中，制得氧化石墨烯膠體懸浮液；按照(3～5)g：100mL的比例，將十二烷基胺溶于無(wú)水乙醇中，攪拌至十二烷基胺充分溶解，得到溶解液，將溶解液加入氧化石墨烯膠體懸浮液中，攪拌均勻，得到氨基化氧化石墨烯分散溶液，將該氨基化氧化石墨烯分散溶液經(jīng)真空抽濾、洗滌及干燥處理，得到氨基化氧化石墨烯；2)制備氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液按照1g：100mL的比例，將氨基化氧化石墨烯加入二甲苯中，超聲解離并攪拌，制得氨基化氧化石墨烯分散液，向氨基化氧化石墨烯分散液中加入高密度聚乙烯粉末，攪拌均勻，得到氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液；其中，氨基化氧化石墨烯的質(zhì)量占氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮 液總質(zhì)量的7～10％；3)熔融熱壓制備氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜將氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液真空抽濾后干燥，得到氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯混合體，然后將該氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯混合體在260～270℃、15～20MPa的條件下，熔融制成厚度為10～12μm，直徑為120～130mm的圓形薄膜，即得到氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜。步驟1)所述的攪拌均勻，是將溶解液加入氧化石墨烯膠體懸浮液中，在50～60℃下，機(jī)械攪拌24～48h；所述洗滌是將真空抽濾后的氨基化氧化石墨烯分散溶液用無(wú)水乙醇清洗4～6次；所述的干燥是在50～60℃下，真空干燥24～30h。步驟2)所述的超聲解離并攪拌是在25～40℃的條件下超聲解離并攪拌1～2h；所述的攪拌均勻是向氨基化氧化石墨烯分散液中加入高密度聚乙烯粉末后，機(jī)械攪拌5～10min。所述的超聲解離是在超聲功率為100W的條件下進(jìn)行解離。步驟3)所述的干燥是在50～60℃下干燥24～48h。氧化石墨烯的制備，具體包括以下步驟：(1)按照(2～4)g：100mL的比例，將可膨脹石墨加至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸中，冰浴下邊攪拌邊加入KMnO4，在10～15℃下攪拌反應(yīng)2～2.5h，然后在33～37℃的恒溫水浴中繼續(xù)反應(yīng)1～1.5h；(2)按照濃硫酸：去離子水：雙氧水＝100：(400～800)：(5～10)的體積比，向步驟(1)的反應(yīng)體系中先后加入去離子水和質(zhì)量濃度為30％的雙氧水，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅脽徇^(guò)濾，制得糊狀混合物；(3)將糊狀混合物洗滌至濾出液不含SO42-，然后在超聲條件下分散于去離子水中，制得氧化石墨烯膠體懸浮液，再經(jīng)干燥制得氧化石墨烯。步驟(1)加入的KMnO4的質(zhì)量為可膨脹石墨質(zhì)量的3～5倍。步驟(3)所述的洗滌是先用質(zhì)量濃度為5％的HCl溶液洗滌，再用去離子水反復(fù)洗滌至濾出液不含SO42-；其中，所用質(zhì)量濃度為5％的HCl溶液的體積為糊狀混合物體積的1～2倍。一種氨基化氧化石墨烯/聚乙烯納米復(fù)合膜，該氨基化氧化石墨烯/聚乙烯納米復(fù)合膜的透氧氣系數(shù)為1.12×10-15～2.52×10-15cm3·cm/(cm2·s·Pa)，厚度為10～12μm，直徑為120～130mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：本發(fā)明首先將氧化石墨烯與十二烷基胺作用制成氨基化氧化石墨烯，十二烷基胺的長(zhǎng)烴鏈分子上的氨基與氧化石墨烯表面的羧基和環(huán)氧基有較高的反應(yīng)活性，因而利用其表面的長(zhǎng)烴鏈能夠有效提高填料與非極性聚合物間的界面相容性，進(jìn)而提高聚合物復(fù)合膜的阻隔性能；然后將制得的氨基化氧化石墨烯與高密度聚乙烯粉末充分混合于溶劑二甲苯中，形成均勻混合的懸浮液。大量片層氨基化氧化石墨烯包裹了高密度聚乙烯粉末，經(jīng)高溫熔融熱壓后形成以氨基化氧化石墨烯為殼，高密度聚乙烯為芯的殼芯隔離結(jié)構(gòu)，氨基化氧化石墨烯表面帶有烷基鏈，在熱壓過(guò)程中，能與高密度聚乙烯分子形成良好的界面作用。本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜的制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)需溶解聚合物，可以解決難溶解聚合物如聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯等制備復(fù)合薄膜的難點(diǎn)。本發(fā)明方法中涉及的氨基化氧化石墨烯在溶劑二甲苯中有良好的分散性，能保證至少三個(gè)月不發(fā)生沉淀，可有效提高與極性聚合物和非極性聚合物之間的界面相容性。同時(shí)，經(jīng)高溫?zé)釅汉笮纬闪艘园被趸闅?、高密度聚乙烯為芯的殼芯隔離結(jié)構(gòu)，大幅度降低了氣體的可滲透面積，使氣體擴(kuò)散路徑顯著曲折化，明顯提高了材料的氣體阻隔性能。本發(fā)明制得的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜具有均勻的 殼芯隔離結(jié)構(gòu)，阻隔性能高。當(dāng)氣體小分子通過(guò)該復(fù)合薄膜內(nèi)部滲透時(shí)，會(huì)遇到大量的氨基化氧化石墨烯隔離層，由于氨基化氧化石墨烯骨架由致密的碳原子緊密結(jié)合而成，氣體小分子不能直接透過(guò)，只能沿氨基化氧化石墨烯片層表面繞過(guò)，這使得氣體的可滲透面積大大減小。且加入的氨基化氧化石墨烯片層之間的間距很小，使氣體擴(kuò)散路徑大幅度曲折化，導(dǎo)致氣體滲透路徑增大。因此，氨基化氧化石墨烯納米阻隔墻的作用顯著提高了高密度聚乙烯薄膜的阻隔性能，使本發(fā)明制得的納米復(fù)合薄膜與現(xiàn)有的高密度聚乙烯薄膜的透氧氣系數(shù)相比下降了約98％。附圖說(shuō)明圖1為氧化石墨烯與氨基化氧化石墨烯的FTIR曲線(xiàn)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯復(fù)合薄膜的偏光顯微鏡圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制得的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合薄膜中氣體的透過(guò)模型圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。實(shí)施例1一種氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜及其制備方法，包括以下步驟：1)制備氧化石墨烯首先，利用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯：稱(chēng)取2g可膨脹石墨加入到100mL質(zhì)量濃度為98％的濃H2SO4里，在冰水浴中攪拌均勻后，逐漸加入10gKMnO4，在10℃下，反應(yīng)2.5h。隨后在35℃的恒溫水浴中繼續(xù)反應(yīng)1.25h，再向混合物體系中先后加入400mL去離子水和5mL質(zhì)量濃度為30％ 的H2O2，攪拌均勻后將混合物趁熱過(guò)濾，用30mL質(zhì)量濃度為5％的HCl溶液洗滌后再用大量去離子水反復(fù)洗滌直至濾液中無(wú)SO42-(用BaCl2溶液檢驗(yàn))，然后利用超聲作用將其分散于200mL去離子水中，得到氧化石墨烯膠體懸浮液。2)制備氨基化氧化石墨烯稱(chēng)取3g十二烷基胺溶于100mL無(wú)水乙醇中，攪拌使其充分溶解，將溶解液加入到氧化石墨烯膠體懸浮液中，50℃機(jī)械攪拌48h，得到氨基化氧化石墨烯分散溶液；最后，將氨基化氧化石墨烯分散溶液真空抽慮，用無(wú)水乙醇清洗6次，60℃真空烘箱中保持24h，得到3.8g干燥的氨基化氧化石墨烯。3)制備納米復(fù)合膜取1g干燥的氨基化氧化石墨烯加入100mL二甲苯中，在30℃下超聲(功率為100W)并攪拌2h得到氨基化氧化石墨烯分散液；然后向氨基化氧化石墨烯膠體分散液中加入10g高密度聚乙烯粉末，機(jī)械攪拌10min，使高密度聚乙烯粉末充分混合，得到氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液；再將該氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液進(jìn)行真空抽慮，在60℃干燥24h；最后在260℃，20MPa的壓力下熔融制成厚度12μm、直徑120mm的圓形薄膜。參見(jiàn)圖1所示的氧化石墨烯和氨基化氧化石墨烯的FTIR曲線(xiàn)圖，從圖中可以看出，氧化石墨烯中含有大量的含氧官能團(tuán)，其中3421～3438cm-1，1728cm-1，1624～1650cm-1和1030～1160cm-1處分別為羥基(O-H)、羧基(-O-C＝O)、羰基(C＝O)以及環(huán)氧基(C-O-C)的伸縮振動(dòng)峰，2921cm-1和2852cm-1為CH2和CH基團(tuán)的C-H伸縮振動(dòng)峰。與氧化石墨烯的紅外光譜圖相比，氨基化氧化石墨烯在2921/2852cm-1處的峰強(qiáng)度明顯升高，表明通過(guò)十二烷基胺的氨基與氧化石墨烯表面的羰基縮合反應(yīng)，大量烷基鏈接枝到氧化石墨烯表面，氧化石墨烯被成功改性。由此使氨基化氧化石墨烯的O-H振動(dòng)峰向高波數(shù)偏移17cm-1，表明氨基化氧化石墨烯片層之間的相互作用較氧化石墨烯降 低。此外，氨基化氧化石墨烯在1560cm-1(N-H的彎曲酰胺)，1460/1462cm-1(C-N伸展酰胺)以及720cm-1(C-H彎曲振動(dòng))處的振動(dòng)峰表明氧化石墨烯片層和十二烷基胺分子之間存在酰胺鍵。參見(jiàn)圖2所示的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合材料的偏光顯微鏡圖，由圖可以看出，制得的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜呈現(xiàn)良好界面結(jié)合的隔離結(jié)構(gòu)，其中黑色區(qū)域?yàn)榇罅康陌被趸?，白亮區(qū)域?yàn)楦呙芏染垡蚁，F(xiàn)有高密度聚乙烯薄膜的透氧氣系數(shù)為5.70×10-14cm3·cm/(cm2·s·Pa)，而本實(shí)施例制備的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯復(fù)合薄膜的透氧氣系數(shù)為1.12×10-15cm3·cm/(cm2·s·Pa)，下降了約98％。實(shí)施例2一種氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜及其制備方法，包括以下步驟：1)制備氧化石墨烯首先，利用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯：稱(chēng)取3g可膨脹石墨加入到110mL質(zhì)量濃度為98％的濃H2SO4里，在冰水浴中攪拌均勻后，逐漸加入12gKMnO4，在15℃下，反應(yīng)2h。隨后在33℃的恒溫水浴中繼續(xù)反應(yīng)1.5h，再向混合物體系中先后加入450mL去離子水和20mL質(zhì)量濃度為30％的H2O2，攪拌均勻后將混合物趁熱過(guò)濾，用35mL質(zhì)量濃度為5％的HCl溶液洗滌后再用大量去離子水反復(fù)洗滌直至濾液中無(wú)SO42-(用BaCl2溶液檢驗(yàn))，然后利用超聲作用將其分散于300mL去離子水中，得到氧化石墨烯膠體懸浮液。2)制備氨基化氧化石墨烯稱(chēng)取4.5g十二烷基胺溶于110mL無(wú)水乙醇中，攪拌使其充分溶解，將溶解液加入到氧化石墨烯膠體懸浮液中，60℃機(jī)械攪拌20h，得到氨基化氧 化石墨烯分散溶液；最后，將氨基化氧化石墨烯分散溶液真空抽慮，用無(wú)水乙醇清洗5次，55℃真空烘箱中保持36h，得到8.4g干燥的氨基化氧化石墨烯。3)制備納米復(fù)合膜取1.25g干燥的氨基化氧化石墨烯加入125mL二甲苯中，在30℃下超聲(功率為100W)并攪拌1.5h得到氨基化氧化石墨烯分散液；然后向氨基化氧化石墨烯膠體分散液中加入13.75g高密度聚乙烯粉末，機(jī)械攪拌8min，使高密度聚乙烯粉末充分混合，得到氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液；再將該氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液進(jìn)行真空抽慮，在55℃干燥36h；最后在265℃，18MPa的壓力下熔融制成厚度11μm、直徑125mm的圓形薄膜?，F(xiàn)有高密度聚乙烯薄膜的透氧氣系數(shù)為5.70×10-14cm3·cm/(cm2·s·Pa)，而本實(shí)施例制備的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯復(fù)合薄膜的透氧氣系數(shù)為1.43×10-15cm3·cm/(cm2·s·Pa)，下降了約97.5倍。實(shí)施例3一種氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合膜及其制備方法，包括以下步驟：1)制備氧化石墨烯首先，利用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯：稱(chēng)取4g可膨脹石墨加入到120mL質(zhì)量濃度為98％的濃H2SO4里，在冰水浴中攪拌均勻后，逐漸加入20gKMnO4，在15℃下，反應(yīng)2h。隨后在37℃的恒溫水浴中繼續(xù)反應(yīng)1h，再向混合物體系中先后加入600mL去離子水和25mL質(zhì)量濃度為30％的H2O2，攪拌均勻后將混合物趁熱過(guò)濾，用40mL質(zhì)量濃度為5％的HCl溶液洗滌后再用大量去離子水反復(fù)洗滌直至濾液中無(wú)SO42-(用BaCl2溶液檢驗(yàn))，然后利用超聲作用將其分散于400mL去離子水中，得到氧化石墨烯膠體懸浮 液。2)制備氨基化氧化石墨烯稱(chēng)取5g十二烷基胺溶于120mL無(wú)水乙醇中，攪拌使其充分溶解，將溶解液加入到氧化石墨烯膠體懸浮液中，55℃機(jī)械攪拌36h，得到氨基化氧化石墨烯分散溶液；最后，將氨基化氧化石墨烯分散溶液真空抽慮，用無(wú)水乙醇清洗4次，50℃真空烘箱中保持48h，得到10.0g干燥的氨基化氧化石墨烯。3)制備納米復(fù)合膜取2.5g干燥的氨基化氧化石墨烯加入250mL二甲苯中，在35℃下超聲(功率為100W)并攪拌1.5h得到氨基化氧化石墨烯分散液；然后向氨基化氧化石墨烯膠體分散液中加入32.75g高密度聚乙烯粉末，機(jī)械攪拌6min，使高密度聚乙烯粉末充分混合，得到氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液；再將該氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯懸浮液進(jìn)行真空抽慮，在50℃干燥48h；最后在270℃，15MPa的壓力下熔融制成厚度10μm、直徑130mm的圓形薄膜?，F(xiàn)有高密度聚乙烯薄膜的透氧氣系數(shù)為5.70×10-14cm3·cm/(cm2·s·Pa)，而本實(shí)施例制備的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯復(fù)合薄膜的透氧氣系數(shù)為2.52×10-15cm3·cm/(cm2·s·Pa)，下降了約95.6倍。本發(fā)明的作用機(jī)理闡述如下：氣體分子在薄膜中的滲透經(jīng)過(guò)吸附、溶解、擴(kuò)散及析出四個(gè)過(guò)程。其基本透氣機(jī)理為：氣體分子首先與薄膜接觸，隨后在薄膜表面富集并溶解，使膜表面兩側(cè)產(chǎn)生濃度差。在濃度差的作用下，氣體分子以聚合物大分子鏈段劇烈運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的“瞬間空穴”作為通道逐步在膜內(nèi)擴(kuò)散，最后到達(dá)薄膜的另一側(cè)而析出。采用本發(fā)明方法制備的氨基化氧化石墨烯，在超聲解離作用下，能夠均勻分散于二甲苯溶劑中，攪拌后與高密度聚乙烯粉末形成均勻混合的懸浮液。 大量片層氨基化氧化石墨烯包裹了高密度聚乙烯粉末，經(jīng)高溫?zé)釅汉笮纬梢园被趸闅?，高密度聚乙烯為芯的殼芯隔離結(jié)構(gòu)(圖2)。此外，由于氨基化氧化石墨烯表面帶有烷基鏈，在熱壓過(guò)程中，能與高密度聚乙烯分子形成良好的界面作用。氣體通過(guò)隔離結(jié)構(gòu)的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯納米復(fù)合薄膜的滲透過(guò)程如圖3所示，高密度聚乙烯被大量片層氨基化氧化石墨烯包裹隔離。氣體小分子通過(guò)薄膜內(nèi)部滲透時(shí)，會(huì)遇到大量的氨基化氧化石墨烯隔離層。由于氨基化氧化石墨烯骨架由致密的碳原子緊密結(jié)合而成，氣體小分子不能直接透過(guò)，只能沿氨基化氧化石墨烯片層表面繞過(guò)，這使得氣體的可滲透面積大大減小。此外，加入的氨基化氧化石墨烯片層之間的間距很小，使氣體擴(kuò)散路徑大幅度曲折化，導(dǎo)致氣體滲透路徑增大。因此，氨基化氧化石墨烯納米阻隔墻的作用顯著提高了高密度聚乙烯薄膜的阻隔性能，使制備的納米復(fù)合薄膜的透氧氣系數(shù)下降了約98％。綜上所述，本發(fā)明的熔融壓膜工藝一步即可得到高阻隔復(fù)合薄膜，適用于大規(guī)模制備。本發(fā)明在較低溫度下通過(guò)熱壓工藝制備出的氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯復(fù)合薄膜具有規(guī)整均勻的殼芯隔離結(jié)構(gòu)，可大幅度降低氣體滲透面積，提高氣體滲透路徑，明顯提高了對(duì)各類(lèi)氣體的阻隔性。所用到的聚合物基體還可以包括超高分子量聚乙烯、聚丙烯等其他烷烴類(lèi)聚合物或共聚物。