一種聚乳酸改性二硫化鉬納米片層的制備方法
【專利說明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種納米材料的改性方法，具體地說是一種聚乳酸改性二硫化鉬納米片層的制備方法，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。
二、【背景技術(shù)】
[0002]二硫化鉬是一類具有優(yōu)異的力、熱和特殊電性質(zhì)的二維層狀納米材料，可以采用機(jī)械或化學(xué)剝層技術(shù)形成類石墨烯結(jié)構(gòu)的片層二硫化鉬。因為其具有優(yōu)異的物理性質(zhì)(熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué))，已經(jīng)引起了人們繼石墨烯材料后又一廣泛的關(guān)注。較石墨烯而言，二硫化鉬不但具有石墨烯的熱力學(xué)性能，而且具有石墨烯不具有的能隙特性，在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域擁有較大的潛在應(yīng)用。
[0003]研宄表明，少量二硫化鉬作為一種比表面積大的層狀半導(dǎo)體材料，引入聚合物基體后有望制備出加工性好的高分子基半導(dǎo)體材料；同時，少量二硫化鉬的引入還可在聚合物基體中形成交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效地提高材料的熱力學(xué)性能。然而，二硫化鉬作為一種無機(jī)材料，在聚合物中不易均勻分散，因此利用有機(jī)物，尤其是聚合物改性二硫化鉬受到了格外的關(guān)注和重視，目前已成為新型材料領(lǐng)域研發(fā)的重點和熱點。二硫化鉬表面沒有可以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)，無法直接與聚合物進(jìn)行共價接枝反應(yīng)，因此在對二硫化鉬進(jìn)行聚合物接枝改性前首先需要利用小分子對其進(jìn)行表面官能團(tuán)修飾。
[0004]聚乳酸具有良好的生物相容性和可生物降解性，是非常重要的石油基聚合物的替代物之一。在二硫化鉬表面進(jìn)行聚乳酸修飾既可提高二硫化鉬片層材料的生物相容性，又可促進(jìn)其在類似基體中的分散性。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種聚乳酸改性二硫化鉬納米片層的制備方法，所要解決的技術(shù)問題是通過對二硫化鉬表面進(jìn)行官能團(tuán)修飾后，以共價接枝的方式將聚乳酸修飾在其表面，在二硫化鉬表面引入聚乳酸分子鏈，使二硫化鉬具有良好的生物相容性，并能在聚乳酸等聚合物中有良好的分散性。
[0006]本發(fā)明聚乳酸接枝二硫化鉬復(fù)合材料的制備方法如下:
[0007]I)采用鋰插入剝離法向二硫化鉬片層之間插入鋰離子，然后分散于去離子水中，通過超聲振蕩對二硫化鉬進(jìn)行剝離，得到單片層二硫化鉬，具體過程如下:
[0008]將Ig 二硫化鉬粉末與30mLl.6mol/L正丁基鋰的正己烷溶液(二硫化鉬與正丁基鋰質(zhì)量比為1:3)加入到反應(yīng)瓶中，100°C反應(yīng)4h ;反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液加入10mL正己烷中，在N2氛圍中于室溫下磁力攪拌48h，真空抽濾并用正己烷洗滌，60°C干燥4h，最后分散至去離子水中超聲12h得到單片層二硫化鉬。
[0009]2)將單片層二硫化鉬與巰基乙胺加入去離子水中，室溫下超聲振蕩對單片層二硫化鉬進(jìn)行表面官能團(tuán)修飾，去離子水洗滌以除去未反應(yīng)的巰基乙胺，干燥后得到表面修飾官能團(tuán)的單片層二硫化鉬；單片層二硫化鉬在去離子水中的溶解濃度約為0.5-lmg/mL，鋰插入過程為不可控過程，鋰離子插入是為了剝離二硫化鉬，后期會將鋰離子全部取出。
[0010]3)將丙交酯與表面修飾官能團(tuán)的單片層二硫化鉬按質(zhì)量比1-5:1000的比例混合并加入到安瓿管中，以甲苯作為反應(yīng)溶劑，隨后再加入催化劑，抽真空封管進(jìn)行原位聚合反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行冷卻，隨后用二氯甲烷洗滌以除去未與二硫化鉬共價結(jié)合的聚乳酸，得到聚乳酸接枝二硫化鉬復(fù)合物(簡稱為PLLA-MoS2)。
[0011]步驟I)中超聲振蕩時間為12h。
[0012]步驟2)中巰基乙胺與單片層二硫化鉬的質(zhì)量比為1:1，超聲振蕩時間為24h，干燥溫度為60°C。
[0013]步驟3)中所述催化劑為辛酸亞錫，丙交酯與催化劑的質(zhì)量比為1000:1 ;原位聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為160-170°C，反應(yīng)時間為48h。
[0014]本發(fā)明首先對二硫化鉬表面進(jìn)行官能化修飾，然后與丙交酯進(jìn)行原位聚合反應(yīng)，一步法制備聚乳酸改性的二硫化鉬納米片層。本發(fā)明方法制得的聚乳酸接枝二硫化鉬納米片層改善了二硫化鉬在聚合物中的分散情況，提高了二硫化鉬的生物相容性以及其與聚合物的相容性。
四、【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明制備的氨基化二硫化鉬的XPS譜圖。由圖1可看出，C-N特征峰(286.4eV)出現(xiàn)在氨基化二硫化鉬的Cls譜圖上，說明巰基乙胺成功修飾到二硫化鉬片層上。
[0016]圖2為本發(fā)明制備的？1^^-]?052復(fù)合物的FT-1R圖。由圖2可看出，PLLA-MoS 2復(fù)合材料在1735CHT1處出現(xiàn)聚乳酸的羰基峰，1630CHT1處出現(xiàn)酰胺的羰基峰，證明聚乳酸已成功的接枝到表面修飾了官能團(tuán)的二硫化鉬單片層上。
[0017]圖3為本發(fā)明制備的PLLA-MoS2復(fù)合物的TGA圖。由圖3可看出，PLLA-MoS 2在200-4000C的失重為聚乳酸的分解，失重率約為21 %，進(jìn)一步證明聚乳酸已成功接枝到二硫化鉬上。
[0018]圖4為本發(fā)明制備的PLLA-MoS2復(fù)合物的在有機(jī)溶劑中的分散狀態(tài)，反應(yīng)了其與有機(jī)溶劑的相容性。左圖為未修飾二硫化鉬在二氯甲烷中分散后出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，反應(yīng)了其與有機(jī)體系相容性較差；右圖為聚乳酸共價接枝到氨基化二硫化鉬片在二氯甲烷中分散均勻且穩(wěn)定，說明其與有機(jī)體系相容性較好。
五、【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的聚乳酸接枝二硫化鉬的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]實施例1:
[0021]I)將Ig 二硫化鉬粉末與30mLl.6mol/L正丁基鋰的正己烷溶液加入到反應(yīng)瓶中，100°C反應(yīng)4h ;反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液加入10mL正己燒中，在隊氛圍中于室溫下磁力攪拌48h，真空抽濾并用正己燒洗滌，60°C干燥4h，最后分散至去離子水中超聲12h得到單片層二硫化鉬。
[0022]2)將單片層二硫化鉬與巰基乙胺按質(zhì)量比1:1的比例加入去離子水中，室溫下超聲振蕩24h以對單片層二硫化鉬進(jìn)行表面官能團(tuán)修飾，去離子水