由于氧化石墨烯上的含氧基團(tuán),,可以在特定條件下去除而部分恢復(fù)石墨烯的一些本征的性質(zhì)如導(dǎo)電性,,因此,目前對(duì)于氧化石墨烯的應(yīng)用,,主要是作為制備石墨烯以及石墨烯基復(fù)合材料的前驅(qū)體,,用氧化石墨烯作為制備石墨烯前驅(qū)體的研究將在下個(gè)小節(jié)中重點(diǎn)介紹,。實(shí)際上,,由于氧化石墨烯本身所具有的一些吸引人的性質(zhì),,如二維納米結(jié)構(gòu)、活性的表面基團(tuán),、高比表面積,、良好的力學(xué)性能等,氧化石墨烯也被***用于一些復(fù)合材料以及功能材料,。中,。。玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)與耐磨性能,。福建導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料管材
對(duì)氧化石墨烯的化學(xué)還原早在1962年就有過文獻(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,。說明隨著含氧基團(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,。福建導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料管材氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等,。
石墨烯(graphene)是近幾年來發(fā)展起來的一種新型二維無機(jī)納米材料,,自從其發(fā)現(xiàn)以來,石墨烯在化學(xué),、物理,、材料、電子等各個(gè)領(lǐng)域顯示了廣闊的應(yīng)用前景,。尤其是它極高的機(jī)械強(qiáng)度,,出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能,以及豐富的來源(石墨),,使其能作為一種理想的無機(jī)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(xué)界及工業(yè)界尚待解決的難題,。本學(xué)位論文圍繞著這些問題,運(yùn)用了多種新穎的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(yùn)輸,、生物醫(yī)藥等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,。
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?fù)碛惺┪⑵娜毕菪迯?fù)/比表面可控技術(shù),。
聚合物的結(jié)晶過程會(huì)直接影響其加工性能,氧化石墨烯加入到聚合物中可以在復(fù)合體系中起到成核劑的作用,,有效地改善聚合物的結(jié)晶過程,。研究人員對(duì)聚乳酸(PLLA)/氧化石墨烯納米復(fù)合材料進(jìn)行了非等溫和等溫過程中冷結(jié)晶行為的研究64。通過不同升溫速率的差熱分析發(fā)現(xiàn),,隨著氧化石墨烯負(fù)載量的增加,,聚乳酸的結(jié)晶峰溫向低溫范圍轉(zhuǎn)移,這說明聚乳酸的非等溫冷結(jié)晶行為有明顯改善,,而且氧化石墨烯可***地提高聚乳酸的結(jié)晶速率,,并使其結(jié)晶機(jī)理和晶體結(jié)構(gòu)保持不變。氧化石墨烯分散液為棕黑色溶液,。福建導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料管材
可用于注射和擠出成型制件,,尤其適用于煤炭、礦井以及石油天然氣運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的管材制件,。福建導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料管材
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。通過改變聚合物的類型和組分的配比來調(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,。福建導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料管材