[发明专利]端氨基超支化聚酰胺改性废皮屑用作氧化石墨烯单片层小尺寸分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种端氨基超支化聚酰胺改性废皮屑用作氧化石墨烯单片层小尺寸分散剂及其制备方法和应用。本发明通过端氨基超支化聚酰胺改性降解废皮屑与羧甲基化改性氧化石墨烯进行插层复合，以制备少片层小尺寸适合于用作皮革鞣剂及加脂剂的氧化石墨烯纳米片层分散液。本发明通过对废皮屑的碱降解和酶降解条件的控制制备具有较小相对分子质量的降解皮屑溶液，有利于对氧化石墨纳米片层进行插层分散，有利于形成空间位阻及片层之间的斥力，氧化石墨烯纳米片层的亲水性及在水中的分散性较高，制备得到的氧化石墨烯单片层小尺寸分散液用于皮革的鞣制和加脂，可明显的提高皮革的柔软性、丰满性及弹性，减少废水中的铬鞣剂、染料及加脂剂的排放量。

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及一种端氨基超支化聚酰胺改性废皮屑用作氧化石墨烯单片层小尺寸分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

氧化石墨烯作为纳米材料使用的最大问题是其在使用体系中的难以形成均匀稳定的分散，尤其是难以形成均匀稳定的单片层分散。氧化石墨烯单片层稳定分散体系难以形成的原因就在于氧化石墨烯自身的片层状结构，氧化石墨烯的纳米片层状结构不同于其它颗粒状纳米材料如纳米二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙等，氧化石墨烯是一种片层材料，其片层的厚度在纳米材料范围内，氧化石墨烯单片层厚度为1.1nm左右，处于分散体系中的氧化石墨烯是单片层（1.1nm左右）、少片层（2~10片层，2.2~11nm左右）和多片层（10~30片层，11nm~33nm）聚集体的共存体系；氧化石墨烯纳米片层的平面尺寸一般大于100nm，已经超出了纳米材料的范围，因此，氧化石墨烯纳米片层实际上是指其厚度在纳米材料范围。

氧化石墨烯纳米材料分散性研究中发现，氧化石墨烯由于带有大量的羧基、羟基和环氧基团，使其具有亲水性，容易分散在水相介质中（王洁.不同尺寸氧化石墨烯的制备及在透明导电薄膜上的应用.天津大学硕士论文，2017，8-13）；氧化石墨烯片层具有较大的比表面积及纳米尺寸效应，片层之间存在着较大的分子之间作用力，分散体系中主要是少片层和多片层聚集体，存在着单片层与少片层和多片层聚集体之间的分散、凝聚的动态平衡（刘玉民，刘玉东，胡光华等.氧化石墨烯纳米流体分散性及过冷特性研究.化工新型材料，2014，40（1）：189-191）；氧化石墨烯结构中存在着碳原子环状疏水结构及所带羧基、羟基的亲水基团，使其具有表面活性剂的亲水亲油两亲结构和性能，在水相介质中氧化石墨烯纳米片层形成一定的胶束状的团聚结构（吕小慧，陈白杨，朱小山.氧化石墨烯的水环境行为及其生物毒性.中国环境科学，2016，36（11）：3348-3359）。氧化石墨烯纳米片层独特的结构使其具有亲水性，能够分散在水相中形成分散体系，同时又容易聚集凝结形成少片层和多片层分散体系。