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,、工藝簡單、生產(chǎn)設(shè)備簡易,、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,、對苯二酚等,,然而這些還原劑的毒性大,對人體和環(huán)境均易造成傷害,,因此尋找無毒,、無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),。導(dǎo)熱型石墨烯,,外觀為黑色粉末。陜西石墨烯復(fù)合材料制造
氧化石墨烯(GO)是化學(xué)氧化法制備石墨烯的一種中間產(chǎn)物,,具有SP2(C=O,、C=C等)和SP3(C-C、C-O-C,、C-OH等)雜化結(jié)構(gòu),,表面帶有大量的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),,這些含氧官能團(tuán)豐富了其表面活性,,賦予了GO更多有趣的理化和生物學(xué)特性。GO具有以下特性:(1)良好的親水性,,由于GO表面帶有大量的羥基,、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),使片層間存在靜電斥力,因此可以很好的分散在水中,;(2)具有較大的比表面積(2630m2/g),,賦予GO超高的載藥能力;(3)獨(dú)特的兩親性,,由于同時(shí)含有疏水性的平面與親水性的邊緣,,使其具有特殊的表面性質(zhì),疏水***物和染料可通過π-π堆積或疏水作用等對GO進(jìn)行非共價(jià)修飾而負(fù)載,,而含氧官能團(tuán)等親水性邊緣可為功能化修飾提供活性位點(diǎn),;(4)固有的光學(xué)性質(zhì)及光熱轉(zhuǎn)換能力,使GO不僅能實(shí)現(xiàn)***細(xì)胞的生物成像,,還能在***水平上實(shí)現(xiàn)光熱***,;(5)優(yōu)異的機(jī)械性能,可以改善生物支架材料的空隙結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能,,包括抗壓強(qiáng)度和抗曲強(qiáng)度,,而且可以加強(qiáng)支架的生物活性?;谶@些特性,,GO已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和復(fù)合材料等研究領(lǐng)域,尤其在藥物載體,、生物成像、**的光熱***及組織再造工程等方面表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,。山東石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能,。
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,,對橡膠來說,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,。
數(shù)量的上升,防腐蝕的重要性也越來越突出,。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,,在世界范圍內(nèi)每年因?yàn)楦g造成的經(jīng)濟(jì)損失在7000億美元以上,我國每年因?yàn)楦g帶來的經(jīng)濟(jì)損失也在8000億元人民幣以上,。由此可以看出防腐蝕的重要性,。而石墨烯作為一種新型的材料,在防腐蝕性能上表現(xiàn)較為優(yōu)異,,也常常被用作防腐橡膠,。當(dāng)前較為常見的應(yīng)用是在環(huán)氧防腐橡膠中添加適量的石墨烯,制作成為一種新的防腐橡膠,。其表現(xiàn)出來的性能不僅具有傳統(tǒng)環(huán)氧防腐橡膠中的陰極保護(hù)作用,,而且在耐水性、耐硬度等方面更高,,使得**終表現(xiàn)出來的防腐蝕性能遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的防腐橡膠,。常州第六元素氧化石墨(烯)產(chǎn)能達(dá)到1400噸/年,石墨烯粉產(chǎn)能達(dá)到100噸/年,。
氧化石墨烯與聚合物復(fù)合材料的制備可以追溯到上個(gè)世紀(jì),。在這些復(fù)合材料中,氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離,,盡管在當(dāng)時(shí)單層的氧化石墨烯并沒有被明確的指出,,但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種超聲剝離后的片層非常薄,厚度在1.8~2.8nm之間,,說明得到的氧化石墨烯不超過3層[59,60],。直到2006年,Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復(fù)合材料之后[61],,利用氧化石墨烯制備復(fù)合材料的研究才真正開始受到***的重視,。。氧化石墨烯分散液可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)配,,從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電,、導(dǎo)熱、增強(qiáng),、阻燃,、抑菌等性能,。全國合成石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹
氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),。陜西石墨烯復(fù)合材料制造
使用高阻隔性能高分子薄膜,,可防止由于氧氣等氣體的滲透而引起的微生物繁殖和封裝內(nèi)容的氧化;防止香味,、溶劑等的流出,,提高內(nèi)容物的儲存性。所以提高薄膜阻隔性能十分有必要,,市場需求量巨大,。高阻隔性包裝材料如乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC),、聚胺(PA),、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等與氧化石墨烯復(fù)合,可使復(fù)合材料的阻隔性能得到進(jìn)一步提升,。Wu等45人報(bào)道了表面活性官能化的氧化石墨烯(SGO)與雙(三乙氧基硅丙基)四硫化物(BTESPT)作為天然橡膠(NR)的多功能納米填料的研究結(jié)果,。作者通過簡單的方法成功地將BtTPT分子接枝到氧化石墨烯的表面上,得到的SGO可以通過溶液混合在NR中實(shí)現(xiàn)精細(xì)分散,。研究發(fā)現(xiàn),,在低填充量下,SGO***的改善了NR的氣體阻隔性能,。圖5.5顯示了在25°C處測量的SGO/NR納米復(fù)合材料(P)的透氣性,。將其與未填充NR(P0)進(jìn)行比較,P/P0的值作為SGO加載量的函數(shù)進(jìn)行了表示,。很明顯,,當(dāng)SGO含量為0.3wt.%時(shí),P/P0急劇下降至52%,,此后緩慢下降。因此,,0.3wt.%的SGO可與16.7%的粘土添加效果相媲美,,大幅度改善NR的氣體阻隔性能。陜西石墨烯復(fù)合材料制造