本發(fā)明屬于制備聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的方法。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境問(wèn)題的日趨惡化和人們對(duì)生存環(huán)境的關(guān)注，可生物降解材料受到了廣泛關(guān)注。脂肪族聚酯由于其生物降解性和優(yōu)異的生物相容性，已成為研究的熱點(diǎn)。聚己二酸乙二醇酯是一種優(yōu)良的脂肪族聚酯，易被自然界中的多種微生物或動(dòng)、植物體內(nèi)的酶分解、代謝，最終形成二氧化碳和水。但聚己二酸乙二醇存在結(jié)晶度低、成型速率慢、熱穩(wěn)定性及物理機(jī)械性較差等缺陷，這極大地限制了其廣泛應(yīng)用。目前，人們多采用與聚乳酸等共聚、或與聚偏氟乙烯共混等方法改善聚己二酸乙二醇的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能，但與納米復(fù)合研究甚少。多壁碳納米管具有較大的長(zhǎng)徑比和比表面積，作為納米填料可賦予聚合物復(fù)合材料優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、極低的熱膨脹系數(shù)和加工性能。和傳統(tǒng)填充物相比，僅添加少量的端羥基多壁碳納米管就可大幅度提高材料的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，從而為制備高性能和多功能化的聚合物基復(fù)合材料提供了新途徑。

聚己二酸乙二醇加入端羥基多壁碳納米管后，能夠快速提高聚己二酸乙二醇的結(jié)晶溫度并縮短其成型周期，改善力學(xué)性能。未來(lái)在智能降解材料、電容、醫(yī)療行業(yè)有廣泛的潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種制備聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的方法，提高聚己二酸乙二醇結(jié)晶溫度，增強(qiáng)力學(xué)性能，工藝方法簡(jiǎn)單，制得的復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能而且大大縮短了成型周期。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種制備聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的方法，包括以下步驟：

1）將端羥基多壁碳納米管真空干燥3天后取出，稱(chēng)取0.001g～0.003g的端羥基多壁碳納米管并置入10mln,n-二甲基甲酰胺（dmf）溶劑中，超聲分散1h，獲得端羥基多壁碳納米管溶液；

2）稱(chēng)取0.3g～0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mldmf中，獲得聚己二酸乙二醇溶液；

3）將步驟1）與步驟2）的溶液按比例混合，機(jī)械攪拌30min后繼續(xù)使用超聲分散2h，最終使得端羥基多壁碳納米管與聚己二酸乙二醇混合均勻，得到聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管鑄膜溶液；

4）將步驟3）獲得的鑄膜溶液在20℃~40℃的恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜，制得共混膜；

5）將步驟4）中制得的不同質(zhì)量比例的三種共混膜在80℃的恒溫?zé)崤_(tái)上熔融8min消除熱歷史，然后以60℃/min的速率降溫至25℃~35℃等溫結(jié)晶2h~4h，并使完全結(jié)晶；

將結(jié)晶后的共混薄膜使用廣角x射線衍射儀、示差掃描量熱儀、偏光顯微鏡與掃描電子顯微鏡等手段表征聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的晶體形貌特征與結(jié)晶溫度。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用溶液澆注制備一種聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜，在本發(fā)明的溫度下和不同配比下培養(yǎng)，制備的一種高附加值的脂肪族生物降解薄膜。本發(fā)明采用了有機(jī)高分子結(jié)晶性材料復(fù)合無(wú)機(jī)納米填料制備具有優(yōu)異的高附加性能的環(huán)保薄膜材料代替高污染、不易分解的材料，有望在導(dǎo)電材料、功能化涂料、降解多能等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)提高聚己二酸乙二醇結(jié)晶溫度、改變晶體尺寸大小來(lái)縮短成型周期，提高復(fù)合材料的附加值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明偏光顯微鏡形貌圖，其中圖1（a）為實(shí)施例1的偏光顯微鏡形貌圖；圖1（b）為實(shí)施例2的偏光顯微鏡形貌圖；圖1（c）為實(shí)施例3的偏光顯微鏡形貌圖。

圖2為示差掃描量熱儀降溫圖，其中圖2中pea、pea-0.2和pea-0.4分別為實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的示差掃描量熱儀降溫圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1（實(shí)施例1為對(duì)比實(shí)施例，是在無(wú)端羥基多壁碳納米管的情況下制備的復(fù)合薄膜）：

1）將端羥基多壁碳納米管真空干燥3天后取出，稱(chēng)取0.000g的端羥基多壁碳納米管并置入n,n-二甲基甲酰胺10ml（dmf）溶劑中，超聲分散1h；

2）稱(chēng)取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mldmf中；

3）將步驟1）與步驟2）獲得的兩溶液按0.5:0.000的比例混合，機(jī)械攪拌30min后繼續(xù)使用超聲分散2h，最終使得端羥基多壁碳納米管與聚己二酸乙二醇混合均勻，得到純聚己二酸乙二醇鑄膜溶液；

4）移取鑄膜液在40℃恒溫?zé)崤_(tái)上固化成共混膜；

5）將步驟4）中制得的共混膜在80℃的恒溫?zé)崤_(tái)上熔融8min消除熱歷史，然后以60℃/min的速率降溫至32℃等溫結(jié)晶4h，并使完全結(jié)晶；

6）將結(jié)晶后的共混薄膜使用廣角x射線衍射儀、示差掃描量熱儀、偏光顯微鏡與掃描電子顯微鏡等手段表征聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的結(jié)晶溫度為14.98℃，球晶尺寸為200μm。

實(shí)施例2：

1）將端羥基多壁碳納米管真空干燥3天后取出，稱(chēng)取0.001g的端羥基多壁碳納米管并置入n,n-二甲基甲酰胺10ml（dmf）溶劑中，超聲分散1h；

2）稱(chēng)取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mldmf中；

3）將步驟1）與步驟2）獲得的兩溶液按0.5:0.001的比例混合，機(jī)械攪拌30min后繼續(xù)使用超聲分散2h，最終使得端羥基多壁碳納米管與聚己二酸乙二醇混合均勻，得到配比為0.2%聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管的鑄膜溶液；

4）移取鑄膜液在20℃恒溫?zé)崤_(tái)上固化成共混膜；

5）將步驟4）中制得的的共混膜在80℃的恒溫?zé)崤_(tái)上熔融8min消除熱歷史，然后以60℃/min的速率降溫至25℃等溫結(jié)晶3h，并使完全結(jié)晶。

將結(jié)晶后的共混薄膜使用廣角x射線衍射儀、示差掃描量熱儀、偏光顯微鏡與掃描電子顯微鏡等手段表征聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的結(jié)晶溫度為24.43℃；

實(shí)施例3

1）將端羥基多壁碳納米管真空干燥3天后取出，稱(chēng)取0.002g的端羥基多壁碳納米管并置入n,n-二甲基甲酰胺10ml（dmf）溶劑中，超聲分散1h；

2）稱(chēng)取0.5g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mldmf中；

3）將步驟1）與步驟2）獲得的兩溶液按0.5:0.002的比例混合，機(jī)械攪拌30min后繼續(xù)使用超聲分散2h，最終使得端羥基多壁碳納米管與聚己二酸乙二醇混合均勻，得到配比為0.4%的聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管鑄膜溶液；

4）移取鑄膜液在30℃恒溫?zé)崤_(tái)上固化成共混膜；

5）將步驟4）中制得的共混膜在80℃的恒溫?zé)崤_(tái)上熔融8min消除熱歷史，然后以60℃/min的速率降溫至30℃等溫結(jié)晶2h，并使完全結(jié)晶。

將結(jié)晶后的共混薄膜使用廣角x射線衍射儀、示差掃描量熱儀、偏光顯微鏡與掃描電子顯微鏡等手段表征聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管納米復(fù)合薄膜的結(jié)晶溫度為27.06℃，生成不足20μm的碎晶；

實(shí)施例4

1）將端羥基多壁碳納米管真空干燥3天后取出，稱(chēng)取0.003g的端羥基多壁碳納米管并置入n,n-二甲基甲酰胺10ml（dmf）溶劑中，超聲分散1h；

2）稱(chēng)取0.4g的聚己二酸乙二醇并溶解于10mldmf中；

3）將步驟1）與步驟2）獲得的兩溶液按0.5:0.002的比例混合，機(jī)械攪拌30min后繼續(xù)使用超聲分散2h，最終使得端羥基多壁碳納米管與聚己二酸乙二醇混合均勻，得到配比為0.4%的聚己二酸乙二醇/端羥基多壁碳納米管鑄膜溶液；

4）移取鑄膜液在40℃恒溫?zé)崤_(tái)上固化成共混膜；

5）將步驟4）中制得的共混膜在80℃的恒溫?zé)崤_(tái)上熔融8min消除熱歷史，然后以60℃/min的速率降溫至30℃等溫結(jié)晶3h，并使完全結(jié)晶。

參見(jiàn)圖2并結(jié)合實(shí)施例1、2、3可知，加入碳納米管，與純的相比，共混膜的結(jié)晶溫度提高了很多，提高10℃了。