石墨烯(graphene)是近幾年來發(fā)展起來的一種新型二維無機納米材料,,自從其發(fā)現(xiàn)以來,,石墨烯在化學、物理,、材料,、電子等各個領(lǐng)域顯示了廣闊的應(yīng)用前景。尤其是它極高的機械強度,,出色的導電和導熱性能,,以及豐富的來源(石墨),使其能作為一種理想的無機納米填料來制備聚合物復(fù)合材料,。但是目前為止,,石墨烯材料的大規(guī)模制備,以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優(yōu)化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學界及工業(yè)界尚待解決的難題,。本學位論文圍繞著這些問題,,運用了多種新穎的方法實現(xiàn)了對石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成,并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復(fù)合材料,,這些材料在航空,、運輸、生物醫(yī)藥等方面具有潛在的應(yīng)用價值,。 氧化石墨烯應(yīng)用于熱管理,、橡膠、塑料,、樹脂,、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。常州新型石墨烯復(fù)合材料銷售廠
氧化石墨烯可以用于提高環(huán)氧樹脂,、聚乙烯,、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言,,碳基填料可以提高聚合物的熱導率,,但無法像提高導電性那么明顯,甚至低于有效介質(zhì)理論,。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式,,填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增加熱阻,。液態(tài)硅橡膠(LSR)廣泛應(yīng)用于電子器件的密封。然而,,在一般情況下,,LSR的導熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過量,從而導致器件損壞或壽命降低,。為了緩解這一現(xiàn)狀,,Mu等人研究了寬體積范圍內(nèi)填充ZnO的硅橡膠的熱導率,并研究了形成的導電粒子鏈對熱導率的影響,。同時也研究了Al2O3用量對硅橡膠導熱性能和力學性能的影響,。 天津石墨烯復(fù)合材料銷售常州第六元素擁有石墨的深度插層和高解離率的制備技術(shù)。
石墨烯材料具有強大的導電性能,,而且石墨烯是由大量的碳原子組成,,以及它具有極強的**性,碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用,,所以,,石墨烯材料得到了廣泛的應(yīng)用。此外,,石墨烯材料還具有其他性質(zhì),,例如:電學性質(zhì)、電子傳輸性,。石墨烯電流遷移率逐漸提高,,而且其遷移率也在以光的速度來計算,已經(jīng)達到***時期,,而且也是硒化鉛等半導體材料所無法比擬的,。經(jīng)過對石墨烯性能的研究,研究發(fā)現(xiàn)石墨烯材料并不均衡,,而且石墨烯的機械性能也成為了石墨烯的主要性能之一,,就目前的情況而言,石墨烯復(fù)合材料的研究已經(jīng)成為了主要研究的問題之一,。石墨烯的出現(xiàn),,使得石墨烯復(fù)合材料的強度有所提高,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),,與不添加石墨烯的復(fù)合材料相比,,添加了石墨烯的復(fù)合材料的強度遠高于不添加的,,并且復(fù)合材料的強度可以提高二分之一甚至一倍,。此外,經(jīng)過氧化處理的石墨烯的斷裂強度較高,,并增強了石墨烯的緊密型與連接性,,想要制成石墨烯水凝膠,,必須要使用經(jīng)過氧化處理過的石墨烯。
由于石墨烯獨特的電子結(jié)構(gòu)及良好的導電性,,因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料,。目前研究**為***也是**熱門的課題之一就是制備基于石墨烯的透明導電薄膜以代替昂貴的氧化銦錫(ITO)電極。由于氧化石墨烯可大規(guī)模生產(chǎn)并且可加工性極好,,所以以氧化石墨烯為原料制備石墨烯透明導電薄膜是一種重要的制備手段,。在這種方法中,首先通過旋涂,、浸涂,、真空抽濾、LB組裝等方法做成氧化石墨烯薄膜,,再通過化學還原或者熱還原的方法將氧化石墨烯薄膜還原成為石墨烯薄膜[116],。科學家們也開發(fā)出了其他一些利用石墨烯或者還原石墨烯的分散液制備透明導電薄膜的方法,。比如,,Li等人在還原氧化石墨烯之前先將體系的pH值調(diào)至10得到穩(wěn)定的石墨烯分散液,再通過噴涂的方法得到了透明導電薄膜[99],。Dai課題組用―熱膨脹-插層-剝離‖得到的石墨烯分散液為原料,,利用LB組裝的方法得到了石墨烯透明導電薄膜,這種薄膜的薄膜電阻為8kΩ/sq,,而可見光區(qū)的透過率為83%[113],。Biswas等人利用在水/氯仿這種二元體系的界面自組裝的方法得到了電阻為100Ω/sq,可見光透過率為70%的導電薄膜[117],。Coleman課題組將在有機溶劑中直接超聲剝離的石墨烯進行抽濾成膜,,得到了電阻約為3kΩ/sq。 玻纖增強復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學與耐磨性能,。
氧化石墨烯在聚合物基體中可以限制聚合物鏈的流動性,,在燃燒過程中,各向異性氧化石墨烯形成碳層網(wǎng)絡(luò),,阻礙降解產(chǎn)物的逸出,。還原后石墨烯還具有較高熱導率,有助于燃燒區(qū)域狙擊的熱量擴散,,因此氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料可用作阻燃材料,。此外,氧化石墨烯還可提高PS,、聚乙烯醇,、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐熱性60,61,。這是因為氧化石墨烯的含氧基團與聚合物的氫鍵配位后,,使復(fù)合材料的自由離子量縮減,,進而在一定程度上降低了復(fù)合材料的振動頻率。研究人員通過共混法,,以氧化石墨烯和混合材料樹脂用作原材料,,進行氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的制備。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的復(fù)合樹脂材料與單純的樹脂相比,,耐熱性能有了***的提升,,這無疑為耐熱材料的良好應(yīng)用打下了堅實穩(wěn)定的基礎(chǔ),也推動了耐熱材料的發(fā)展62,。玻纖增強復(fù)合材料顏色,、性能可根據(jù)客戶需求定制。常州新型石墨烯復(fù)合材料銷售廠
氧化石墨易于接枝改性,,可與復(fù)合材料進行原位復(fù)合,。常州新型石墨烯復(fù)合材料銷售廠
單純的導電聚合物在充放電循環(huán)的過程中通常穩(wěn)定性較差,使得其在電容器電極等方面的應(yīng)用受到了限制,,開發(fā)具有優(yōu)異導電性能的復(fù)合材料勢在必行,。石墨烯和導電聚合物共軛結(jié)構(gòu)的相互作用可以增強基體導電性,同時又可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的增強,。因此,,導電聚合物與氧化石墨烯的復(fù)合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電,,但是在高分子加工過程中GO可以部分還原,,而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果,。常州新型石墨烯復(fù)合材料銷售廠