對(duì)氧化石墨烯的化學(xué)還原早在1962年就有過(guò)文獻(xiàn)報(bào)道,,Boehm等人發(fā)現(xiàn)片層氧化石墨能在堿性,,水合肼,硫化氫或二價(jià)鐵離子的條件下還原成只含少量H和O的碳納米片層[49],。2007年,,Ruoff等人系統(tǒng)的研究了水合肼對(duì)氧化石墨烯的還原,他們先將氧化石墨在水中進(jìn)行超聲剝離得到穩(wěn)定分散的氧化石墨烯水溶液,再加入水合肼,,并在80°C左右回流,,發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,,許多黑色固體顆粒從溶液體系中沉淀下來(lái),。說(shuō)明隨著含氧基團(tuán)的離去,,石墨烯片層間的π-π共軛作用增強(qiáng)致使石墨烯在水中發(fā)生了不可逆的團(tuán)聚[89]。這種團(tuán)聚現(xiàn)象可以通過(guò)對(duì)氧化石墨烯的表面修飾得到控制,,比如,,Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)后再進(jìn)行還原,由于PSS與石墨烯的非共價(jià)作用,,抑制了石墨烯的團(tuán)聚,,得到了穩(wěn)定的單層石墨烯溶液[90]。隨后,,各種表面活性劑[91],,共軛聚合物[92,93],共軛小分子[94,95]等也被用來(lái)非共價(jià)修飾還原石墨烯,。還原氧化石墨烯之前對(duì)之進(jìn)行共價(jià)改性也能抑制石墨烯的團(tuán)聚,,如Ruoff等人先用異氰酸苯酯對(duì)氧化石墨烯改性,再用二甲肼還原,,同樣得到穩(wěn)定的石墨烯溶液[96]。用聚合物對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行共價(jià)改性后再還原也是目前常用的制備可溶性石墨烯的方法,。導(dǎo)熱型石墨烯,,外觀為黑色粉末,。全國(guó)導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料商家
利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導(dǎo)電復(fù)合材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯含量為2wt.%時(shí),,復(fù)合材料的導(dǎo)電率達(dá)到比較高2.9x10-2s/cm,,作者認(rèn)為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。用格氏試劑將GO表面的羥基,、環(huán)氧基和羧基格氏化,,然后與TiCl4反應(yīng)可制備Ziegler-Natta催化劑,。利用改性過(guò)的催化劑,原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO(PP-g-GO)復(fù)合材料11,。該復(fù)合材料在PP樹(shù)脂中可均勻分散,,減少了GO在PP中的團(tuán)聚。PP-g-GO在高溫(190°C)加工過(guò)程中,,GO被初步還原,,從而提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性。通過(guò)這種原位聚合的方式,,1.52wt.%的GO添加量即可使復(fù)合材料達(dá)到導(dǎo)靜電的水平(10-6S/m),。全國(guó)導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)石墨烯防腐漿料 與粉料相比,漿料中的石墨烯更易于分散在基體材料中,。
GO的親水性好,易于分散到水泥基復(fù)合材料中,。表5.3總結(jié)了文獻(xiàn)中GO對(duì)于水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,,由表5.3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn),添加GO能夠提高水泥基復(fù)合材料早期和后期的力學(xué)強(qiáng)度,。由于國(guó)內(nèi)外各研究者所用的GO不同,,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論中GO的比較好摻量以及對(duì)于水泥復(fù)合材料的提升效果也有較大差異。關(guān)于GO與水泥基復(fù)合材料的作用機(jī)制,,研究者也有不同的觀點(diǎn),,目前仍沒(méi)有定論。水泥基復(fù)合材料本身是由水泥,,水,,砂,石等幾種不同物質(zhì)組合在一起形成的一種混合材料,,所以,,從宏觀方面,其性能和組成材料有很大關(guān)系,,水泥,、水/膠凝材料的比例、GO類(lèi)型和養(yǎng)護(hù)齡期等因素對(duì)水泥基復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度都有很大影響,。從微觀方面,,GO的聚集、分散,、尺寸和官能團(tuán)也對(duì)水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能有影響,。
石墨烯材料可以應(yīng)用于阻燃橡膠領(lǐng)域,。***,由于石墨烯是一種特殊材料,,屬于二維片層結(jié)構(gòu),,石墨烯與橡膠的結(jié)合,具有一定的嚴(yán)密性,,可以產(chǎn)生十分嚴(yán)密的物理隔絕層,,對(duì)橡膠來(lái)說(shuō),其具備更強(qiáng)的阻燃性,,可以更加***地應(yīng)用到日常生活中,。其次,石墨烯與橡膠的嵌合,,可以起到隔絕的效果,,在樹(shù)脂中摻雜石墨烯,其產(chǎn)生的物理反應(yīng)是產(chǎn)生一層保護(hù)膜,,隔絕與空氣的接觸,,從而起到阻燃的作用。第三,,石墨烯材料的應(yīng)用,,可以避免在高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng),在化學(xué)反應(yīng)的條件下,,可以形成阻燃層,,產(chǎn)生阻燃的效果。氧化石墨應(yīng)用于熱管理,、橡膠,、塑料、樹(shù)脂,、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域,。
化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化宏量生產(chǎn)的方法之一,與其它方法相比,,化學(xué)氧化還原法具有成本低廉,、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)易,、單次產(chǎn)量比較大,、產(chǎn)品層數(shù)集中(1~3層)等諸多優(yōu)點(diǎn),但其石墨烯的sp2雜化完美結(jié)構(gòu)很難通過(guò)還原的方式完全恢復(fù),,難以得到電,、熱等方面的優(yōu)異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強(qiáng)氧化劑將石墨氧化,通過(guò)氧化反應(yīng)在石墨邊緣接上一些羧基,,并在石墨層間插入一些環(huán)氧基團(tuán),、羥基和酮基,,使石墨層間距增大,范德華力變小,,環(huán)氧基團(tuán),、羥基和酮基等基團(tuán)的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經(jīng)適當(dāng)?shù)某暡▌冸x處理,得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片,,常用的還原劑有水合肼,、硼氫化鈉、抗壞血酸,、對(duì)苯二酚等,,然而這些還原劑的毒性大,對(duì)人體和環(huán)境均易造成傷害,,因此尋找無(wú)毒,、無(wú)害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環(huán)氧基團(tuán)、羥基,、酮基,,制備出還原氧化石墨烯納米片,但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強(qiáng)氧化劑的氧化作用,,氧化石墨烯雖然經(jīng)過(guò)一定的還原劑還原,,其晶格結(jié)構(gòu)得到一定的修復(fù),但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結(jié)構(gòu),。 超級(jí)銅具有優(yōu)異的高頻性能,,強(qiáng)磁場(chǎng)下交流(頻率約1MHz)等效電阻,,相比純銅低20%以上,。全國(guó)導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)
石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑,可有效提高電池能量,,改善循環(huán)壽命和倍率性能,。全國(guó)導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料商家
不同高聚物間的共混可明顯提升其各種物理性能,具有廣闊的使用范圍,。通過(guò)改變聚合物的類(lèi)型和組分的配比來(lái)調(diào)控聚合物共混物的性能,,可以綜合利用各組分的性能,是一種非常有效和經(jīng)濟(jì)的方法,,從而滿足特定要求73,74,。然而,簡(jiǎn)單的聚合物共混往往并不能滿足性能要求,,因?yàn)閮煞N不相容的高聚物共混特別是混合焓比較大的共混膠,,會(huì)發(fā)生明顯的相分離75。研究表明,,GO表面具有疏水性基面和親水性邊緣74,76,。這種兩親性使其與極性或非極性聚合物發(fā)生都能有效地相互作用,,從而可以作為聚合物共混的融合劑77-79。例如,,Cao等65采用GO來(lái)増容聚乙酰胺/聚苯醚(***PO,,90/10)聚合物共混物,發(fā)現(xiàn)分散相(PPO)液滴直徑可減?。眰€(gè)數(shù)量級(jí),,表明***PO共混物的相容性得到了提高。全國(guó)導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料商家