常州新型石墨烯復合材料類型

納米粒子作為填料制備的高分子復合材料具有優(yōu)異的性能，廣泛應用于汽車、飛機、建筑、電子器件等領域。其中性能的提升與納米粒子在復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系1-5。多數(shù)納米粒子與高分子不相容，在復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合材料的增強作用6,7。GO表面有豐富的官能團，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合材料增強填料，復合后可以為復合材料帶來力學、電學、熱學等多方面性能的提升。高導電石墨烯銅復合材料的電導率可以達到108-118 % IACS，高于單晶銅和銀的電導率。常州新型石墨烯復合材料類型

石墨烯先和聚合物單體或者預聚物混合均勻，有時候也可以在合適的溶劑中混合，然后進行聚合反應?；瘜W改性或者還原的氧化石墨烯表面含有或殘留一些官能團，這些官能團能直接與聚合物共價連接，也能作為反應點對石墨烯進行進一步的改性，比如利用ATRP共價接枝上聚合物鏈[138,159]。目前報道的利用原位聚合法制備的復合材料包括聚氨酯[160]、聚苯乙烯[161]、聚甲基丙烯酸甲酯[162]、環(huán)氧樹脂[163,164]、聚硅氧烷[140]等。原位聚合法的優(yōu)點在于它能使聚合物和填料之間形成很強的界面作用，有利于應力傳遞，同時也能使納米填料均勻的分散在基體中。但是，體系的粘度通常會隨著聚合反應的進行而增加，這會給后續(xù)處理以及材料成型上帶來一定的麻煩。常州新型石墨烯復合材料類型石墨烯含有豐富的官能團，易于分散。

在橡膠領域中，石墨烯材料成為人們使用*****的材料，它也是世界上**薄、**堅硬的納米材料，石墨烯材料作為世界上一種新型的材料得到了極大的認可。石墨烯比較大的優(yōu)點在于它的導熱性、導電性以及化學穩(wěn)定性，并且石墨烯屬于一種碳單質(zhì)的形式。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的新技術逐漸出現(xiàn)，而在石墨烯生產(chǎn)加工上逐漸實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，摒棄了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，而石墨烯的出現(xiàn)在橡膠領域的應用尤為突出，并且得到了廣泛的應用與發(fā)展，石墨烯材料可以被制成**度橡膠以及導電橡膠等。由于石墨烯材料的特殊性能以及極強的應用性得到了廣泛的應用，在未來的發(fā)展中前景是光明的。

太陽能電池或光伏電池可以將太陽能直接轉化為電能。光伏裝置通常由陽極、陰極和之間的活性材料層組成，其中陰極是透明的，以便陽光能夠通過。目前，其商業(yè)應用的關鍵在于提高功率轉換效率(PCE)，同時通過開發(fā)高性能的活性層和電極材料來降低成本。石墨烯是碳原子以sp2雜化形成的獨特蜂窩巢狀的二維晶體，單層石墨烯的厚度只有0.334nm，其比表面積高達2600m2/g[92]，室溫下電子遷移率約為20000cm2·V·s-1[93]，力學強度高達1060GPa，單層吸光率只有2.3％[94]。石墨烯獨特的光電性質(zhì)，使其及衍生材料被廣泛應用于透明電極[95]、對電極[96]、和電荷傳輸層[92]等結構?？蓱糜陔姍C、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風力發(fā)電、電觸頭材料等領域。

由于表面富含活性含氧基團，能與一些含極性基團的聚合物產(chǎn)生較強的作用力，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中以增強聚合物的物理性能。Liang等人報道了用氧化石墨烯增強聚乙烯醇的研究，他們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時，聚合物的力學性能就得到了***的提高，如楊氏模量提高了76%，而比較大拉伸強度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強聚氨酯，發(fā)現(xiàn)當氧化石墨烯添加量為4.4wt%時，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/聚乙烯醇復合材料，不過他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式，在得到的復合材料薄膜中，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‖結構的復合材料薄膜[64]。這種復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合材料，這種材料的楊氏模量更是可高達接近40GPa，遠遠超過了一般聚合物/無機納米復合材料所能達到的力學性能范圍[65]。玻纖增強復合材料戶外使用具有超長耐候性。東北導電石墨烯復合材料研發(fā)

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。常州新型石墨烯復合材料類型

由于石墨烯獨特的電子結構及良好的導電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。目前研究**為***也是**熱門的課題之一就是制備基于石墨烯的透明導電薄膜以代替昂貴的氧化銦錫（ITO）電極。由于氧化石墨烯可大規(guī)模生產(chǎn)并且可加工性極好，所以以氧化石墨烯為原料制備石墨烯透明導電薄膜是一種重要的制備手段。在這種方法中，首先通過旋涂、浸涂、真空抽濾、LB組裝等方法做成氧化石墨烯薄膜，再通過化學還原或者熱還原的方法將氧化石墨烯薄膜還原成為石墨烯薄膜[116]?？茖W家們也開發(fā)出了其他一些利用石墨烯或者還原石墨烯的分散液制備透明導電薄膜的方法。比如，Li等人在還原氧化石墨烯之前先將體系的pH值調(diào)至10得到穩(wěn)定的石墨烯分散液，再通過噴涂的方法得到了透明導電薄膜[99]。Dai課題組用―熱膨脹-插層-剝離‖得到的石墨烯分散液為原料，利用LB組裝的方法得到了石墨烯透明導電薄膜，這種薄膜的薄膜電阻為8kΩ/sq，而可見光區(qū)的透過率為83%[113]。Biswas等人利用在水/氯仿這種二元體系的界面自組裝的方法得到了電阻為100Ω/sq，可見光透過率為70%的導電薄膜[117]。Coleman課題組將在有機溶劑中直接超聲剝離的石墨烯進行抽濾成膜，得到了電阻約為3kΩ/sq。常州新型石墨烯復合材料類型