石墨烯聚合物復合材料的研究現(xiàn)狀及前景論文-文庫吧資料
2025-06-28 16:10本頁面
【正文】 29(4) : 412－417.｛28｝LiangJiajie，WangYan，HuangYi，et al． Electromagneticinterferenceshielding of graphene/epoxy posites｛J｝． Carbon，2009，47(3) : 922－925.｛29｝Prud hommeRK，Ozbas B，AksayI A，et al. Functionalgraphenerubbernanoposites:US，2008024778A1｛P｝.2008－04－17.｛30｝WangS，Tambraparni M，QiuJ，et al. Thermal expansionofgrapheneposites｛J｝. Macromolecules，2009，42(14) :5225－5226.｛31｝Prasher RS，ChangJ Y，SauciucI，et al. Nanoandmicrotechnologybased nextgeneration packagelevel cooling solutions｛J｝. Intel TechnologyJournal，2005，9(4) : 285－296.。在GO、氧化石墨烯和石墨烯的相關(guān)研究已取得突破性進展的今天，這方面尤其值得國內(nèi)科技界予以關(guān)注；相_芙部門應(yīng)投入一定的經(jīng)費與力量加大研究與開發(fā)的力度，使石墨烯及其復合材料能盡早應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各部門。但相關(guān)的石墨深加工技術(shù)卻較為落后。同時塒氧化石墨烯表面改性以滿足其與多種基體的復合。(2)通過化學還原或熱處理對單片剝離的氧化石墨烯進行脫氧、還原使之重石墨化恢復其導電結(jié)構(gòu)，以高效的化學方式實現(xiàn)導電石墨烯的制備，使之可大規(guī)模用于信息電子等領(lǐng)域。目前同外已有氧化石墨烯／聚合物復合材料的相關(guān)專利報道，應(yīng)朋領(lǐng)域涵蓋了能源行業(yè)的燃料電池用儲氫材料，合成化學工業(yè)的微孔催化劑載體，導電塑料，導電涂料以及建筑行業(yè)的防火阻燃材料等方面。但聚合物分子不易進入SWCNT內(nèi)表面，而氧化石墨烯巨大的比表面積和表面豐富的官能團賦予其優(yōu)異的復合性能，在經(jīng)過改性和還原后可在聚合物基體中形成納米級分散，從而使石墨烯片在改變聚合物基質(zhì)的力學、流變、可滲透性和降解穩(wěn)定性等方面具有更大的潛力。而且EG在聚合物基體中分散性較差，發(fā)生團聚現(xiàn)象，EG呈現(xiàn)起皺和卷曲狀態(tài)石墨烯還可用于提高環(huán)氧樹脂聚乙烯聚酰胺等聚合物的導熱性能碳材料能夠提高聚合物熱導率，但并沒有像提高導電性那樣明顯，甚至低于有效介質(zhì)理論這可能是因為碳材料與聚合物熱導率的差異不像電導率那么大 而且熱能傳遞主要是以晶格振動的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增加熱阻 配合表面化學或者界面共價鍵偶合可以降低界面聲子散射，但是過多的表面修飾也會降低碳材料的固有導熱性能 耐熱性能石墨烯在聚合物基體中可限制聚合物鏈的流動性｛22｝，在燃燒過程中，阻燃性的各向異性石墨烯形成碳層網(wǎng)絡(luò)，阻礙降解產(chǎn)物的逸出，因此石墨烯/聚合物復合材料可用作阻燃材料Bao等采用靜電紡絲制備了石墨烯/聚乙酸乙烯酯(PVAc)復合薄膜，%的石墨烯衍生物可以將PVAc的起始分解溫度提高2～8℃，最大降解溫度提高20～90℃Quan等研究了石墨烯對聚氨酯耐熱性能的影響，結(jié)果表明，石墨烯的加入可以使聚氨酯的起始分解溫度和最大分解溫度向高溫方向移動，此外石墨烯可以充當膨脹型阻燃劑，降低放熱速率，進而提高聚氨酯基體的阻燃性能石墨烯還可以提高PS聚乙烯醇聚甲基丙烯酸甲酯硅泡沫材料聚氨酯等聚合物的耐熱性 物理機械性能石墨烯具有優(yōu)異的物理機械性能，比起現(xiàn)有的炭質(zhì)填料，如炭黑碳纖維碳納米管，石墨烯用于增強聚合物材料更具有優(yōu)勢｛23｝Rafiee等研究了石墨烯/環(huán)氧樹脂復合材料的縱向彎曲性能 結(jié)果表明，%時，復合材料的臨界縱向彎曲載荷提高52%，說明聚合物基體與石墨烯的載荷傳遞效力大大提升 這種納米復合材料可用作航空和空間領(lǐng)域的輕質(zhì)耐屈曲的結(jié)構(gòu)元件 Bao等制備了改性石墨烯/PVAc 復合薄膜，研究發(fā) 現(xiàn)，1－芘丁酸琥珀酯改性石墨烯和4－｛2－(吡啶－4－基)乙烯基｝苯基改性石墨烯對PVAc復合薄膜的物理機械性能具有較大幅度的改善 氣體阻隔性能無缺陷的石墨烯對所有氣體分子都具有不可滲透性質(zhì)，當石墨烯均勻分散在有滲透性的聚合物基體中，可以增加擴散路徑長度，降低聚合物的透氣性Kim等｛46｝研究了功能化石墨烯對聚(乙烯－2，6 －萘二甲酸) ( PEN)阻隔性能的影響，結(jié)果表明，當功能化石墨烯質(zhì)量分數(shù)為4%時，PEN的氫滲透系數(shù)下降31%，而相等填充量的石墨使氫滲透系數(shù)僅下降25% Kim等研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量分數(shù)為3%的異氰酸酯改性石墨烯使聚氨基甲酸酯的氮滲透率降低了90% Kalaitzidou等研究表明，當直徑為1 m的石墨烯填充體積分數(shù)為3%時，可以使聚丙烯對氧氣的滲透率下降10%，效果與碳纖維相當。其主要物理性質(zhì)參數(shù)表現(xiàn)如下 導電性能Stankovich等利用溶液共混法制得石墨烯/PS復合材料，%(體積分數(shù)，下同) ， 是目前報道研究中的最低值 Zhang等制備的石墨烯/%，%時，等研究發(fā)現(xiàn)官能化石墨烯/聚(乙烯－2，6 －萘二甲酸)%，而相應(yīng)的石墨/聚(
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