聚合物的結晶過程會直接影響其加工性能,氧化石墨烯加入到聚合物中可以在復合體系中起到成核劑的作用,有效地改善聚合物的結晶過程。研究人員對聚乳酸(PLLA)/氧化石墨烯納米復合材料進行了非等溫和等溫過程中冷結晶行為的研究64。通過不同升溫速率的差熱分析發現,隨著氧化石墨烯負載量的增加,聚乳酸的結晶峰溫向低溫范圍轉移,這說明聚乳酸的非等溫冷結晶行為有明顯改善,而且氧化石墨烯可***地提高聚乳酸的結晶速率,并使其結晶機理和晶體結構保持不變。玻纖增強復合料材質地輕、流動性好,良好的加工性能。甘肅石墨烯復合材料研發
當前,石墨烯材料研究領域真正的挑戰是如何低成本、大批量地生產高質量的石墨烯薄層,從而進行大規模應用.石墨烯材料的制備思路可分為自上而下從石墨或碳納米管剝離得到石墨烯與自下而上地用分子合成石墨稀兩種(圖1)[23].前者以石墨稀和碳納米管為原料通過機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法等方法將石墨片層從石墨中剝離出來,后者通過含碳化合物以化學氣相沉積和有機合成等途徑來合成石墨烯。機械剝離法直接從石墨出發,通過一定的機械力將石墨片層剝離,可以制備得到缺陷較少的石墨烯材料.Geim小組就是通過“撕膠帶”的機械剝離法***制備出了單層石墨烯.重慶石墨烯復合材料銅氧化石墨烯分散液(SE3122、SE3522)。
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。化學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。
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。常州第六元素氧化石墨(烯)產能達到1400噸/年,石墨烯粉產能達到100噸/年。
石墨烯材料可以應用于阻燃橡膠領域。由于石墨烯是一種特殊材料,屬于二維片層結構,石墨烯與橡膠的結合,具有一定的嚴密性,可以產生十分嚴密的物理隔絕層,對橡膠來說,其具備更強的阻燃性,可以更加***地應用到日常生活中。其次,石墨烯與橡膠的嵌合,可以起到隔絕的效果,在樹脂中摻雜石墨烯,其產生的物理反應是產生一層保護膜,隔絕與空氣的接觸,從而起到阻燃的作用。第三,石墨烯材料的應用,可以避免在高溫條件下產生反應,在化學反應的條件下,可以形成阻燃層,產生阻燃的效果。應用于鋰電正負極材料,還可以應用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。山東石墨烯復合材料研發
氧化石墨烯含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團,更高的氧化程度,更好的剝離度。甘肅石墨烯復合材料研發
目前的負極材料中,硅被認為是相當有有潛力的負極材料之一,因為它在自然界中含量多,還具有低的嵌鋰電位和很高的理論比容量。存在的問題是在鋰離子脫嵌過程中,硅的體積變化比較明顯,使得材料與負極集流體之間粘結性變差,造成電池循環性能的大幅度下降。同時硅還會在電池循環過程中出現團聚現象,引起電池容量的迅速下降。將硅材料和石墨烯進行復合,石墨烯可以抑制硅材料在充放電過程中的團聚,減緩硅材料的體積變化,從而提高電池的容量和循環性能。此外,石墨烯有助于電解液的浸潤,從而提高電池的性能。He等通過噴霧干燥法制備了一種高性能的石墨烯/硅復合材料(圖6.1),將氧化石墨烯與納米硅超聲混合,通過噴霧干燥后在700℃下進行煅燒得到復合材料,在200mAg-1的電流密度下充放電30次后,容量仍可達到1502mAhg-1,其容量保持率為98%,說明該石墨烯/硅復合材料具有良好的循環性能甘肅石墨烯復合材料研發