本发明涉及一种具有温度响应特性的碳纳米复合材料及其制备方法，属于智能响应型材料。
背景技术：
1、智能响应型材料的设计、开发、制造和应用在改善人类健康和生活质量方面发挥了重要作用。其中，具有温度响应特性的智能材料对环境中的温度变化高度敏感，具有广泛的应用前景。通过引入外力调节材料的固有特性和在材料中加入刺激响应成分是常见的制备具有温度响应特性的碳纳米复合材料的方法。前一种方法要求研究人员要对材料的结构和内在性质有深刻的了解，后一种方法则是通过结构设计和性能调节来实现智能材料的可控制备。现有公开的具有温度响应特性的碳纳米复合材料多是通过第二种方法实现的，如一种由可压缩碳泡沫和形状记忆聚合物组成的复合材料结构。该复合材料具有优异的热刺激形状记忆行为，在加热过程中易于变形和恢复，并在低温下固定临时形状，从而实现温度响应。还有一种将温度敏感微球引入聚二甲基硅氧烷和碳纳米管的混合物中形成的热响应智能材料，该材料在加热过程中，微球内部产生的压力使碳纳米管重新分布，导致导电网络被破坏，电导率发生变化，材料的电磁屏蔽性能发生变化。虽然目前对具有温度响应特性的碳纳米复合材料进行了大量的研究，并开发和引入了许多新技术，但在实际应用过程中，这些热响应智能碳材料仍面临着制备繁琐、机械强度低、无法快速且精确响应的问题，无法推广实际应用。
技术实现思路
1、针对现有技术具有温度响应特性的碳纳米复合材料存在的制备繁琐、机械强度低、无法快速且精确响应的问题，本发明提出一种具有温度响应特性的碳纳米复合材料及其制备方法，所述碳纳米复合材料由负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵和温敏高分子pnipam相互贯穿形成的具有温度响应特性的碳纳米复合材料(pgpc)。将负载氧化石墨烯的聚氨酯海绵经水合肼还原得到负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵，负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵置于单体溶液中，再采用自由基原位聚合法制备具有温度响应特性的碳纳米复合材料(pgpc)。碳纳米复合材料(pgpc)具有温度响应特性，能够应用于智能材料领域。
2、一种具有温度响应特性的碳纳米复合材料，所述碳纳米复合材料由负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵和温敏高分子pnipam相互贯穿形成。
3、所述具有温度响应特性的碳纳米复合材料的制备方法，具体步骤如下：
4、(1)将聚氨酯海绵浸润氧化石墨烯溶液并干燥，重复3～5次得到负载氧化石墨烯的聚氨酯海绵；
5、(2)将负载氧化石墨烯的聚氨酯海绵加入到水合肼溶液中，水热还原反应，干燥得到负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵；
6、(3)将n-异丙基丙烯酰胺、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺和n,n,n'n'-四甲基乙二胺溶解于去离子水中得到单体溶液，将负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵加入到单体溶液中，加入引发剂过硫酸铵并在冰浴下真空脱气，然后在室温条件下聚合反应，得到具有温度响应特性的碳纳米复合材料。
7、所述步骤(1)氧化石墨烯溶液的浓度为2～5mg/ml。
8、所述步骤(2)水合肼溶液的浓度为80～90％，水热还原反应的温度为90～95℃，时间为2～8h。
9、所述步骤(3)单体溶液中n-异丙基丙烯酰胺的浓度为0.2～0.8mol/l，n,n'-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.002～0.008mol/l，n,n,n'n'-四甲基乙二胺的浓度为0.01～0.05mol/l。
10、所述步骤(3)聚合反应时间为8～12h。
11、本发明采用负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵和温度敏感性的pnipam复合形成具有温度响应特性的碳纳米复合材料；pnipam在温度变化时能发生相变，且有最低的临界溶解温度(lcst)，在温度低于最低临界溶解温度时，pnipam分子链呈现舒展状态；在温度高于最低临界溶解温度时，pnipam分子链会发生收缩，变成紧密卷曲状态。当温度改变时，pnipam分子链会发生改变同时带动其上负载的还原氧化石墨烯运动，从而使该复合材料的结构与性能都表现出与pnipam相似的温度响应特性；在升温过程中，当温度低于30℃时，复合材料的电导率在10-4s/m量级，而当温度高于30℃时，复合材料的电导率升至10-3s/m量级。氧化石墨烯自身的缺陷和介电性能也可提升电磁防护性能。
12、本发明的有益效果是：
13、(1)本发明采用负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵和温度敏感性的pnipam复合形成碳纳米复合材料，当环境温度发生变化时，该复合材料的结构和性能都会随之发生改变，使其具有温度响应特性；
14、(2)本发明碳纳米复合材料pgpc具有温度响应特性能够应用于微波吸收领域。
1.一种具有温度响应特性的碳纳米复合材料，其特征在于：所述碳纳米复合材料由负载还原氧化石墨烯的聚氨酯海绵和温敏高分子pnipam相互贯穿形成。
2.权利要求1所述具有温度响应特性的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述具有温度响应特性的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)氧化石墨烯溶液的浓度为2～5mg/ml。
4.根据权利要求2所述具有温度响应特性的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)水合肼溶液的浓度为80～95％，水热还原反应的温度为90～95℃，时间为2～8h。
5.根据权利要求2所述具有温度响应特性的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)单体溶液中n-异丙基丙烯酰胺的浓度为0.2～0.8mol/l，n,n'-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.002～0.008mol/l，n,n,n'n'-四甲基乙二胺的浓度为0.01～0.05mol/l。
6.根据权利要求2所述具有温度响应特性的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)聚合反应时间为8～12h。
