在非导电聚合物基体中加入导电填料通常能使聚合物表现出一定的导电性,而且聚合物导电性随着填料含量的增加呈现出一种非线性的提高。当在填料添加量达到某一个数值,即逾渗阈值时,这些填料能在基体中形成导电网络,使复合材料的导电性能大幅度增强。因此,石墨烯本身良好的导电性以及宽高比决定了它可以作为一种理想的无机相来制备导电复合材料。相比于对石墨烯基复合材料导电性能的研究,对聚合物/石墨烯复合材料导热性能的研究要少很多,这可能是由于在碳纳米管增加聚合物导热性能的研究中效果不甚理想的缘故。不同于导电性的增强,好的导热性需要很强聚合物与填料之间的结合力。因此,原位聚合法在制备导热性能良好的复合材料时具有一定的优势。氧化石墨烯分散液在水中具有很好的分散性,样品单层率>90%,产品经轻微搅拌就可与水相互溶。常州合成石墨烯复合材料厂家报价
用油胺与十八胺对GO进行改性,然后将其与丁苯橡胶(SBR)溶液混合均匀,然后共凝聚制得改性GO-SBR复合材料。无论在玻璃态和橡胶态,改性的GO-SBR与纯GO-SBR相比储能模量均大幅提高;25°C时,7wt.%油胺改性GO和7wt.%十八胺改性GO分别使橡胶储能模量提高了67%和39%。这其中主要的原因是胺基改性的GO相比于纯GO在SBR中分散性更好,且与橡胶界面作用更强。两种胺之间的性能区别主要是油胺含有双键,在硫化过程中可以与橡胶交联,从而进一步提高橡胶性能43。同样的现象在丁二烯-苯乙烯-乙烯基吡啶橡胶(VPR)中也被观察到。在VPR中添加3.6vol.%的胺基改性GO,可以使复合材料的玻璃态模量提高21倍,橡胶态模量提高7.5倍,拉伸强度提高3.5倍常州附近石墨烯复合材料类型GO氧化石墨(烯)为黄褐色或者黑褐色膏状物料。
GO的亲水性好,易于分散到水泥基复合材料中。表5.3总结了文献中GO对于水泥基复合材料力学性能的影响,由表5.3中的实验数据可见,添加GO能够提高水泥基复合材料早期和后期的力学强度。由于国内外各研究者所用的GO不同,所以实验结论中GO的比较好掺量以及对于水泥复合材料的提升效果也有较大差异。关于GO与水泥基复合材料的作用机制,研究者也有不同的观点,目前仍没有定论。水泥基复合材料本身是由水泥,水,砂,石等几种不同物质组合在一起形成的一种混合材料,所以,从宏观方面,其性能和组成材料有很大关系,水泥、水/胶凝材料的比例、GO类型和养护龄期等因素对水泥基复合材料的机械强度都有很大影响。从微观方面,GO的聚集、分散、尺寸和官能团也对水泥基复合材料的力学性能有影响。
对氧化石墨烯的化学还原早在1962年就有过文献报道,Boehm等人发现片层氧化石墨能在碱性,水合肼,硫化氢或二价铁离子的条件下还原成只含少量H和O的碳纳米片层[49]。2007年,Ruoff等人系统的研究了水合肼对氧化石墨烯的还原,他们先将氧化石墨在水中进行超声剥离得到稳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,发现随着反应的进行,许多黑色固体颗粒从溶液体系中沉淀下来。说明随着含氧基团的离去,石墨烯片层间的π-π共轭作用增强致使石墨烯在水中发生了不可逆的团聚[89]。这种团聚现象可以通过对氧化石墨烯的表面修饰得到控制,比如,Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸钠(PSS)后再进行还原,由于PSS与石墨烯的非共价作用,抑制了石墨烯的团聚,得到了稳定的单层石墨烯溶液[90]。随后,各种表面活性剂[91],共轭聚合物[92,93],共轭小分子[94,95]等也被用来非共价修饰还原石墨烯。还原氧化石墨烯之前对之进行共价改性也能抑制石墨烯的团聚,如Ruoff等人先用异氰酸苯酯对氧化石墨烯改性,再用二甲肼还原,同样得到稳定的石墨烯溶液[96]。用聚合物对氧化石墨烯进行共价改性后再还原也是目前常用的制备可溶性石墨烯的方法。氧化石墨烯分散液可与复合材料进行原位复配,从而赋予复合材料导电、导热、增强、阻燃、抑菌等性能。
除作为添加剂增强聚合物性能外,氧化石墨烯也可单独作为一种功能材料使用。如氧化石墨烯可作为活性吸附剂吸附废气,Bandosz课题组报道了氧化石墨烯对氨气有效的吸附。氧化石墨烯也同样在生物领域表现出了重要的应用价值,它能作为一种新型的分子探针有效地检测生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作为药物载体对阿霉素(DXR)的负载及可控释放,他们发现阿霉素通过π-π共轭作用吸附于氧化石墨烯上,并且通过调节体系的pH值可以对阿霉素的释放进行调控,证明了氧化石墨烯在药物控制释放领域的潜力。**近,Ruoff课题组开发了一种以氧化石墨烯为结构单元的新型类似于纸材料,他们通过将氧化石墨烯的水溶液在微孔滤膜上过滤,得到了这种氧化石墨烯纸。这种材料具有规整的互锁式排列结构,杨氏模量可高达40GPa,可有望广泛应用于电子元件,可控透气性膜等领域。玻纤增强复合材料具有优异的力学与耐磨性能。常州附近石墨烯复合材料价格
石墨烯抗静电阻燃复合材料具备优异的抗静电性能和阻燃性能。常州合成石墨烯复合材料厂家报价
石墨烯表面呈惰性,不含任何活性基团,所以与聚合物基体之间的作用力非常小,同时对加工处理也造成了一定的困难。而氧化石墨烯表面由于大量的亲水基团,因此与大多数非水溶性的聚合物也会发生不相容的情况。因此,对石墨烯以及氧化石墨烯进行表面改性是制备聚合物/石墨烯复合材料过程中经常会采用的一个步骤。由于氧化石墨烯表面含有丰富的羧基、羟基以及环氧等基团,可以通过多种化学反应以这些活性基团为反应点对石墨烯进行改性,因此利用氧化石墨烯为前驱体制备共价改性石墨烯是目前**常用的一种方法。常州合成石墨烯复合材料厂家报价
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