不同高聚物間的共混可明顯提升其各種物理性能,具有廣闊的使用范圍。通過(guò)改變聚合物的類(lèi)型和組分的配比來(lái)調(diào)控聚合物共混物的性能,可以綜合利用各組分的性能,是一種非常有效和經(jīng)濟(jì)的方法,從而滿(mǎn)足特定要求73,74。然而,簡(jiǎn)單的聚合物共混往往并不能滿(mǎn)足性能要求,因?yàn)閮煞N不相容的高聚物共混特別是混合焓比較大的共混膠,會(huì)發(fā)生明顯的相分離75。研究表明,GO表面具有疏水性基面和親水性邊緣74,76。這種兩親性使其與極性或非極性聚合物發(fā)生都能有效地相互作用,從而可以作為聚合物共混的融合劑77-79。例如,Cao等65采用GO來(lái)増容聚乙酰胺/聚苯醚(***PO,90/10)聚合物共混物,發(fā)現(xiàn)分散相(PPO)液滴直徑可減?。眰€(gè)數(shù)量級(jí),表明***PO共混物的相容性得到了提高。氧化石墨烯分散液(SE3122、SE3522)。江蘇附近石墨烯復(fù)合材料類(lèi)型
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。江蘇附近石墨烯復(fù)合材料類(lèi)型石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑,可有效提高電池能量,改善循環(huán)壽命和倍率性能。
氧化石墨烯與聚合物復(fù)合材料的制備可以追溯到上個(gè)世紀(jì)。在這些復(fù)合材料中,氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離,盡管在當(dāng)時(shí)單層的氧化石墨烯并沒(méi)有被明確的指出,但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種超聲剝離后的片層非常薄,厚度在1.8~2.8nm之間,說(shuō)明得到的氧化石墨烯不超過(guò)3層[59,60]。直到2006年,Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復(fù)合材料之后[61],利用氧化石墨烯制備復(fù)合材料的研究才真正開(kāi)始受到***的重視。。
還原石墨烯以及改性的石墨烯已經(jīng)被用在藥物載體、活細(xì)胞成像、生物分子檢測(cè)等生物領(lǐng)域[50]。相比于碳納米管,石墨烯基材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,它不含金屬催化劑等雜質(zhì),因此不會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生生物應(yīng)激。其次,改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次,石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上,檢測(cè)生物細(xì)胞以及生物分子。它能作為界面對(duì)單個(gè)細(xì)菌進(jìn)行識(shí)別,也能作為無(wú)標(biāo)記,可逆DNA檢測(cè)器,或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質(zhì)/DNA[123]。氧化石墨還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等。
制備聚合物/石墨烯納米復(fù)合材料**關(guān)鍵的一步是將石墨烯分散到聚合物基體之中。好的分散狀態(tài)能保證石墨烯與聚合物基體的接觸界面比較大化,從而影響到整個(gè)復(fù)合材料的性能。因此,科學(xué)家們付出了大量的努力,以求將改性或者未改性的石墨烯均勻分散到聚合物基體之中,并且取得了一定的成果。到目前為止,大多數(shù)復(fù)合材料主要采用了以下三種方法來(lái)制備:一、溶液共混法;二、原位聚合法;三、熔融共混法[148]。值得一提的是,由于氧化石墨烯還原法是目前***能大規(guī)模制備石墨烯的方法,而制備復(fù)合材料通常需要大量的石墨烯原料,所以制備復(fù)合材料使用的基本上為改性或還原的氧化石墨烯。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),更高的氧化程度,更好的剝離度。陜西石墨烯復(fù)合材料什么價(jià)格
導(dǎo)熱型石墨烯,外觀為黑色粉末。江蘇附近石墨烯復(fù)合材料類(lèi)型
目前鋰離子電池的負(fù)極材料以石墨為主,現(xiàn)階段幾乎達(dá)到其理論容量值,因此高容量負(fù)極材料引起了當(dāng)前鋰離子電池中的研究熱點(diǎn)。負(fù)極材料,應(yīng)該具有良好的鋰離子和電子傳輸能力。石墨烯表面可以存儲(chǔ)鋰離子,具有高的電子遷移能力。與此同時(shí)石墨烯作為負(fù)極材料還可以縮短鋰離子的傳輸路徑。Bulusheva等將氧化石墨烯置于濃硫酸中加熱,之后在惰性氣體中進(jìn)行高溫煅燒得到表面有2-5nm孔的石墨烯,該石墨烯材料具有良好的倍率性能[2]。Jiang等將氧化石墨烯水熱處理后再通過(guò)強(qiáng)堿制備得到多孔石墨烯,在0.05C倍率下首圈放電容量可達(dá)到2207mAhg-1;在高倍率5C下容量可達(dá)到220mAhg-1[3]。華南理工大學(xué)的Lian等[4]將氧化石墨烯置于高溫煅燒爐中在惰性氣體的保護(hù)下還原得到層數(shù)少、缺陷少、雜質(zhì)少的高質(zhì)量石墨烯,并將其用作鋰離子電池負(fù)極材料。江蘇附近石墨烯復(fù)合材料類(lèi)型