[00014162]一种氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂的制备方法

　　一种氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂的制备方法（专利号201310450626.8），涉及酚醛树脂。首先利用改进的Hummers法，制备出氧化石墨烯；再将所得的氧化石墨烯在苯酚和甲醛的混合液中超声分散；随后加入氢氧化钠作为催化剂，利用氧化石墨烯本身的活性基团与苯酚、甲醛之间的反应，使酚醛树脂小分子顺利插入到氧化石墨烯层中间；最后引入硼酸，通过改变反应条件，使氧化石墨烯中的酚醛树脂中小分子与硼酸引发聚合反应，从而制备出高性能氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂。不仅保持了石墨烯的结构和性能，而且保留的部分含氧官能团能很好地解决石墨烯分散性、溶解性和加工性差等难题。

　　实施例 1 第一步，氧化石墨烯的的制备 ； 向三口圆底烧瓶中加入 75ml98% 的浓硫酸，然后将其置于冰水浴中，再加入 3.5g 的石墨和 1.6g 的硝酸钠，搅拌均匀后，缓慢加入固体高锰酸钾，保持搅拌 2h，保持冰水浴的 温度不超过 5℃；然后，缓慢加入去离子水，此间会强烈放热并伴有少量的气泡产生，维持温 度在 32 ～ 38℃之间反应 45min，反应接近终点时，黑色的悬浊液变为灰褐色的粘稠物，然后 在室温下放置 72h。最后用 500ml 温度为 60℃温水稀释，然后滴加 60mlH2O2 还原剩余的高 价锰离子（因为过量的高锰酸根离子会对环境造成污染），至溶液变为亮黄色为止。离心洗 涤 (11000rpm,20min)，洗至溶液呈中性并用钡盐检测上清液中无 SO42- 为止，然后用无水乙醇洗涤两次，洗涤后的产物在真空干燥箱中干燥。干燥后即得氧化石墨烯。从图 1 可以看出石墨烯的残留率为 85.44%，失重的原因可能是石墨烯还有少部分未还原的含氧基团以及层间的水分，使得石墨烯在 0 ～ 200℃阶段产生了失重。而氧化石墨烯的残炭率为44.49%，其热分解分为两个阶段 ：在0～100℃阶段的质量损失主要是由于氧化石墨烯中含有水分的失去造成 ；在 150 ～ 240℃是质量损失可能是氧化石墨烯中含氧基团发生热分解，生产了 CO，CO2 和 H2O 所造成。氧化石墨烯 - 硼改性酚醛树脂较其他两组平缓，其的残炭率为70.41%。明显优于石墨烯改性酚醛树脂 53.08% 和普通硼改性酚醛树脂 68.31%。当掺杂进了少量的氧化石墨烯时，氧化石墨烯 - 硼改性酚醛树脂的弯曲强度为 96.5MPa，拉伸强度为 48.3MPa，冲击强度为 9.7kJ/m2，较普通硼改性酚醛树脂弯曲强度增加了 46%，拉伸强度增加了 38%，冲击强度高 53%。