許多對(duì)聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料的研究目的在于開(kāi)發(fā)和利用碳納米管出色的力學(xué)性能，同時(shí)對(duì)聚合物基體引入一些新的性能，比如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等。但是，盡管許多工作集中在聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料的研究上，許多問(wèn)題仍然存在。相比于碳納米管，制備基于石墨烯的結(jié)構(gòu)和功能體系更加可行，這是因?yàn)槭┚哂懈蟮谋缺砻娣e，更強(qiáng)的界面結(jié)合力，以及同樣出色的物理性能。完美石墨烯的楊氏模量和斷裂強(qiáng)度高達(dá)1TPa和130GPa[41]，而制備復(fù)合材料**常用的改性及還原石墨烯的楊氏模量也可達(dá)到250GPa[57,58]，高出一般的聚合物2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，在聚合物中加入改性或還原石墨烯同樣能有效地增強(qiáng)聚合物的力學(xué)性能。常州第六元素建有自動(dòng)控制規(guī)模化生產(chǎn)線，市場(chǎng)占有率居國(guó)內(nèi)外前列。常州合成石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

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。。北京制造石墨烯復(fù)合材料廠家報(bào)價(jià)氧化石墨烯應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹(shù)脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。

由于表面富含活性含氧基團(tuán)，能與一些含極性基團(tuán)的聚合物產(chǎn)生較強(qiáng)的作用力，所以氧化石墨烯通常被作為一種納米填料添加到聚合物當(dāng)中以增強(qiáng)聚合物的物理性能。Liang等人報(bào)道了用氧化石墨烯增強(qiáng)聚乙烯醇的研究，他們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時(shí)，聚合物的力學(xué)性能就得到了***的提高，如楊氏模量提高了76%，而比較大拉伸強(qiáng)度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強(qiáng)聚氨酯，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧化石墨烯添加量為4.4wt%時(shí)，聚合物基體的楊氏模量和硬度分別增加了900%和327%[63]。Xu等人同樣制備了氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合材料，不過(guò)他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式，在得到的復(fù)合材料薄膜中，由于真空抽濾產(chǎn)生的向下的吸引力，使二維的氧化石墨烯片層以有序的狀態(tài)排列于聚合物基體之中，得到―磚墻式‖結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄膜[64]。這種復(fù)合材料的性能變化與氧化石墨烯含量的變化成近似正比的關(guān)系，如圖1-5所示。Putz等人同樣用這種方法制備了高含量氧化石墨烯的聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合材料，這種材料的楊氏模量更是可高達(dá)接近40GPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一般聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料所能達(dá)到的力學(xué)性能范圍[65]。

在橡膠類體系中，需要同時(shí)兼顧材料的強(qiáng)度與韌性，因此對(duì)GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過(guò)將GO與橡膠分子交聯(lián)，或?qū)O改性，增強(qiáng)其對(duì)橡膠分子的親和性來(lái)實(shí)現(xiàn)47,48。Liu等42以極性XNBR為載體，將GO轉(zhuǎn)移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合，然后將其加入到SBR膠乳中，再進(jìn)行膠乳共凝聚。用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)填料在SBR基體中的分散進(jìn)行了表征并研究了納米復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，XNBR可以通過(guò)氫鍵與GO相互作用，并與SBR形成化學(xué)交聯(lián)。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集，改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了XNBR對(duì)GO和SBR相互作用的影響。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)。

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(chǔ)存性。所以提高薄膜阻隔性能十分有必要，市場(chǎng)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(duì)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(guò)簡(jiǎn)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(guò)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(cè)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。石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，易分散，易加工。北京新型石墨烯復(fù)合材料銷售廠

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。常州合成石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

在非導(dǎo)電聚合物基體中加入導(dǎo)電填料通常能使聚合物表現(xiàn)出一定的導(dǎo)電性，而且聚合物導(dǎo)電性隨著填料含量的增加呈現(xiàn)出一種非線性的提高。當(dāng)在填料添加量達(dá)到某一個(gè)數(shù)值，即逾滲閾值時(shí)，這些填料能在基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使復(fù)合材料的導(dǎo)電性能大幅度增強(qiáng)。因此，石墨烯本身良好的導(dǎo)電性以及寬高比決定了它可以作為一種理想的無(wú)機(jī)相來(lái)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。相比于對(duì)石墨烯基復(fù)合材料導(dǎo)電性能的研究，對(duì)聚合物/石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的研究要少很多，這可能是由于在碳納米管增加聚合物導(dǎo)熱性能的研究中效果不甚理想的緣故。不同于導(dǎo)電性的增強(qiáng)，好的導(dǎo)熱性需要很強(qiáng)聚合物與填料之間的結(jié)合力。因此，原位聚合法在制備導(dǎo)熱性能良好的復(fù)合材料時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì)。常州合成石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹