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石墨烯復合材料基本參數
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石墨烯復合材料企業商機

在非導電聚合物基體中加入導電填料通常能使聚合物表現出一定的導電性,而且聚合物導電性隨著填料含量的增加呈現出一種非線性的提高。當在填料添加量達到某一個數值,即逾滲閾值時,這些填料能在基體中形成導電網絡,使復合材料的導電性能大幅度增強。因此,石墨烯本身良好的導電性以及寬高比決定了它可以作為一種理想的無機相來制備導電復合材料。相比于對石墨烯基復合材料導電性能的研究,對聚合物/石墨烯復合材料導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熱性能的研究中效果不甚理想的緣故。不同于導電性的增強,好的導熱性需要很強聚合物與填料之間的結合力。因此,原位聚合法在制備導熱性能良好的復合材料時具有一定的優勢。導熱型石墨烯,外觀為黑色粉末。貴州石墨烯復合材料制造

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Li等人58制備了氧化石墨烯/SBS復合材料,結果發現氧化石墨烯在基體中具有良好的分散性,并且氧化石墨烯和基體之間的界面作用很強,從而在還原后提高了復合材料的導電性,其導電滲流閾值低至0.12vo1.%。陳翔峰等人59制備了氧化石墨烯/丙烯腈苯乙烯導電復合材料,發現氧化石墨烯的徑厚比對復合材料的體積電阻率有很大影響,徑厚比大能夠使其在基體中更易形成導電網絡,從而降低復合材料的電阻率。此外,不同的加工的方式也會導致材料性能差異。常州導電石墨烯復合材料生產企業氧化石墨應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。

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由于氧化石墨烯上的含氧基團,可以在特定條件下去除而部分恢復石墨烯的一些本征的性質如導電性,因此,目前對于氧化石墨烯的應用,主要是作為制備石墨烯以及石墨烯基復合材料的前驅體,用氧化石墨烯作為制備石墨烯前驅體的研究將在下個小節中重點介紹。實際上,由于氧化石墨烯本身所具有的一些吸引人的性質,如二維納米結構、活性的表面基團、高比表面積、良好的力學性能等,氧化石墨烯也被***用于一些復合材料以及功能材料。中。。

許多對聚合物/碳納米管納米復合材料的研究目的在于開發和利用碳納米管出色的力學性能,同時對聚合物基體引入一些新的性能,比如導電性、導熱性等。但是,盡管許多工作集中在聚合物/碳納米管納米復合材料的研究上,許多問題仍然存在。相比于碳納米管,制備基于石墨烯的結構和功能體系更加可行,這是因為石墨烯具有更大的比表面積,更強的界面結合力,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度高達1TPa和130GPa[41],而制備復合材料**常用的改性及還原石墨烯的楊氏模量也可達到250GPa[57,58],高出一般的聚合物2~3個數量級,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聚合物的力學性能。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。

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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]、環氧樹脂[163,164]、聚硅氧烷[140]等。原位聚合法的優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,這會給后續處理以及材料成型上帶來一定的麻煩。玻纖增強復合料材質地輕、流動性好,良好的加工性能。貴州石墨烯復合材料制造

氧化石墨烯易于接枝改性,可與復合材料進行原位復合。貴州石墨烯復合材料制造

利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導電復合材料,結果發現當石墨烯含量為2wt.%時,復合材料的導電率達到比較高2.9x10-2s/cm,作者認為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導電網絡。用格氏試劑將GO表面的羥基、環氧基和羧基格氏化,然后與TiCl4反應可制備Ziegler-Natta催化劑。利用改性過的催化劑,原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO(PP-g-GO)復合材料11。該復合材料在PP樹脂中可均勻分散,減少了GO在PP中的團聚。PP-g-GO在高溫(190°C)加工過程中,GO被初步還原,從而提高了復合材料的導電性。通過這種原位聚合的方式,1.52wt.%的GO添加量即可使復合材料達到導靜電的水平(10-6S/m)。貴州石墨烯復合材料制造

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