納米粒子作為填料制備的高分子復(fù)合材料具有優(yōu)異的性能,廣泛應(yīng)用于汽車,、飛機(jī),、建筑、電子器件等領(lǐng)域,。其中性能的提升與納米粒子在復(fù)合材料中的分散狀態(tài)和納米粒子與高分子基體之間的相互作用有很大的關(guān)系1-5,。多數(shù)納米粒子與高分子不相容,在復(fù)合材料中無法形成均相體系,,從而制約納米粒子對高分子復(fù)合材料的增強(qiáng)作用6,7,。GO表面有豐富的官能團(tuán),與很多高分子材料之間有較高相容性,,可以用作多種高分子復(fù)合材料增強(qiáng)填料,,復(fù)合后可以為復(fù)合材料帶來力學(xué)、電學(xué),、熱學(xué)等多方面性能的提升,。石墨烯導(dǎo)熱性能優(yōu)異,可制備導(dǎo)熱復(fù)合材料,、散熱涂料等,。東北導(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,,因為兩種不相容的高聚物共混特別是混合焓比較大的共混膠,,會發(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€數(shù)量級,表明***PO共混物的相容性得到了提高,。貴州石墨烯復(fù)合材料研發(fā)氧化石墨含有豐富的羥基,、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),更高的氧化程度,,更好的剝離度,。
氧化石墨烯(GO)納米片表面存在親水官能團(tuán),可以在水中形成穩(wěn)定的懸浮液,,對水泥基材料具有很高的親和力,,易于摻入水泥基材料中,。目前,關(guān)于GO改性水泥復(fù)合材料的研究已經(jīng)很多,,國內(nèi)外相關(guān)研究表明,,GO對水泥基材料各項性能的影響非常***,GO的添加可以影響水泥基材料的水化過程,,提升水泥基材料的力學(xué)性能和耐久性,,GO還可以用于水泥基復(fù)合材料的功能相,提高水泥基材料的吸附性能,、電磁屏蔽性能,、導(dǎo)電性能等91-93,因此在水泥復(fù)合材料中具有很好的應(yīng)用前景,。
利用GO提升復(fù)合材料的力學(xué)性能是GO一個主要應(yīng)用場景,,其中的關(guān)鍵是提高GO在復(fù)合材料中的分散性和調(diào)控GO與高分子基體間的相互作用38。一般而言,,加入GO可以***增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度與韌性,,且GO與高分子基體相容性越好,增***果越明顯,;反之則效果降低,甚至?xí)档筒牧系捻g性,。尤其是rGO由于官能團(tuán)較少,,加入復(fù)合材料中通常在增強(qiáng)材料強(qiáng)度的同時降低韌性。不同的添加方式會導(dǎo)致不同的效果,。原位聚合的方法既可以提高GO在高分子基體中的分散性,,又能保證GO與高分子基體之間較好的化學(xué)鍵合;溶液共混法制備的復(fù)合材料中,,GO分散性較好,,但界面較難調(diào)控;熔融共混法中GO較難分散并不容易控制界面,,得到的復(fù)合材料性能不易控制,。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,。
石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料制備研究的興趣,,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機(jī)械剝離法、化學(xué)氧化法,、晶體外延生長法,、化學(xué)氣相沉積法,、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等。1,、微機(jī)械剝離法2004年,,Geim等***用微機(jī)械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯,。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀測到其形貌,,揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因。微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯,,但存在產(chǎn)率低和成本高的不足,,不滿足工業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)要求,,目前只能作為實驗室小規(guī)模制備,。2、化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,,CVD)***在規(guī)?;苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面,,進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù),。麻省理工學(xué)院的Kong等、韓國成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)的Chen等在利用CVD法制備石墨烯,。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐,,通入含碳?xì)怏w,如:碳?xì)浠衔?,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,,通過輕微的化學(xué)刻蝕,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜,。氧化石墨烯分散液在水中具有很好的分散性,,樣品單層率>90%,產(chǎn)品經(jīng)輕微攪拌就可與水相互溶,。東北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料商家
常州第六元素是專業(yè)從事石墨烯研發(fā),、生產(chǎn)及銷售的專精特新小巨人企業(yè)。東北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料商家
目前的負(fù)極材料中,,硅被認(rèn)為是相當(dāng)有有潛力的負(fù)極材料之一,,因為它在自然界中含量多,還具有低的嵌鋰電位和很高的理論比容量,。存在的問題是在鋰離子脫嵌過程中,,硅的體積變化比較明顯,使得材料與負(fù)極集流體之間粘結(jié)性變差,造成電池循環(huán)性能的大幅度下降,。同時硅還會在電池循環(huán)過程中出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,,引起電池容量的迅速下降。將硅材料和石墨烯進(jìn)行復(fù)合,,石墨烯可以抑制硅材料在充放電過程中的團(tuán)聚,,減緩硅材料的體積變化,從而提高電池的容量和循環(huán)性能,。此外,,石墨烯有助于電解液的浸潤,從而提高電池的性能,。He等通過噴霧干燥法制備了一種高性能的石墨烯/硅復(fù)合材料(圖6.1),,將氧化石墨烯與納米硅超聲混合,通過噴霧干燥后在700℃下進(jìn)行煅燒得到復(fù)合材料,,在200mAg-1的電流密度下充放電30次后,,容量仍可達(dá)到1502mAhg-1,其容量保持率為98%,,說明該石墨烯/硅復(fù)合材料具有良好的循環(huán)性能東北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料商家