單純的導電聚合物在充放電循環的過程中通常穩定性較差,使得其在電容器電極等方面的應用受到了限制,開發具有優異導電性能的復合材料勢在必行。石墨烯和導電聚合物共軛結構的相互作用可以增強基體導電性,同時又可以實現結構的增強。因此,導電聚合物與氧化石墨烯的復合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電,但是在高分子加工過程中GO可以部分還原,而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果。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。上海導熱石墨烯復合材料廠家報價
氧化石墨烯(GO)是化學氧化法制備石墨烯的一種中間產物,具有SP2(C=O、C=C等)和SP3(C-C、C-O-C、C-OH等)雜化結構,表面帶有大量的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團,這些含氧官能團豐富了其表面活性,賦予了GO更多有趣的理化和生物學特性。GO 具有以下特性:(1)良好的親水性,由于GO表面帶有大量的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團,使片層間存在靜電斥力,因此可以很好的分散在水中;(2)具有較大的比表面積(2630m2/g),賦予GO超高的載藥能力;(3)獨特的兩親性,由于同時含有疏水性的平面與親水性的邊緣,使其具有特殊的表面性質,疏水***物和染料可通過π-π 堆積或疏水作用等對GO進行非共價修飾而負載,而含氧官能團等親水性邊緣可為功能化修飾提供活性位點;(4)固有的光學性質及光熱轉換能力,使GO 不僅能實現***細胞的生物成像,還能在***水平上實現光熱***;(5)優異的機械性能,可以改善生物支架材料的空隙結構和機械性能,包括抗壓強度和抗曲強度,而且可以加強支架的生物活性。基于這些特性,GO已被廣泛應用于生物醫學和復合材料等研究領域,尤其在藥物載體、生物成像、**的光熱***及組織再造工程等方面表現出了巨大的應用潛力。江蘇合成石墨烯復合材料圖片氧化石墨含有豐富的羥基、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。
化學氧化還原法制備石墨烯是**有希望實現工業化宏量生產的方法之一,與其它方法相比,化學氧化還原法具有成本低廉、工藝簡單、生產設備簡易、單次產量比較大、產品層數集中(1~3層)等諸多優點,但其石墨烯的sp2雜化完美結構很難通過還原的方式完全恢復,難以得到電、熱等方面的優異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強氧化劑將石墨氧化,通過氧化反應在石墨邊緣接上一些羧基,并在石墨層間插入一些環氧基團、羥基和酮基,使石墨層間距增大,范德華力變小,環氧基團、羥基和酮基等基團的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經適當的超聲波剝離處理,得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片,常用的還原劑有水合肼、硼氫化鈉、抗壞血酸、對苯二酚等,然而這些還原劑的毒性大,對人體和環境均易造成傷害,因此尋找無毒、無害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環氧基團、羥基、酮基,制備出還原氧化石墨烯納米片,但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強氧化劑的氧化作用,氧化石墨烯雖然經過一定的還原劑還原,其晶格結構得到一定的修復,但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結構。
利用GO提升復合材料的力學性能是GO一個主要應用場景,其中的關鍵是提高GO在復合材料中的分散性和調控GO與高分子基體間的相互作用38。一般而言,加入GO可以***增強復合材料的強度與韌性,且GO與高分子基體相容性越好,增***果越明顯;反之則效果降低,甚至會降低材料的韌性。尤其是rGO由于官能團較少,加入復合材料中通常在增強材料強度的同時降低韌性。不同的添加方式會導致不同的效果。原位聚合的方法既可以提高GO在高分子基體中的分散性,又能保證GO與高分子基體之間較好的化學鍵合;溶液共混法制備的復合材料中,GO分散性較好,但界面較難調控;熔融共混法中GO較難分散并不容易控制界面,得到的復合材料性能不易控制。可應用于電機、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風力發電、電觸頭材料等領域。
氧化石墨烯在聚合物基體中可以限制聚合物鏈的流動性,在燃燒過程中,各向異性氧化石墨烯形成碳層網絡,阻礙降解產物的逸出。還原后石墨烯還具有較高熱導率,有助于燃燒區域狙擊的熱量擴散,因此氧化石墨烯/聚合物復合材料可用作阻燃材料。此外,氧化石墨烯還可提高PS、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐熱性60,61。這是因為氧化石墨烯的含氧基團與聚合物的氫鍵配位后,使復合材料的自由離子量縮減,進而在一定程度上降低了復合材料的振動頻率。研究人員通過共混法,以氧化石墨烯和混合材料樹脂用作原材料,進行氧化石墨烯聚合物復合材料的制備。實驗結果發現所制備的復合樹脂材料與單純的樹脂相比,耐熱性能有了***的提升,這無疑為耐熱材料的良好應用打下了堅實穩定的基礎,也推動了耐熱材料的發展62。氧化石墨烯易于剝離成穩定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。河北制造石墨烯復合材料廠家報價
石墨烯抗靜電阻燃復合材料具備優異的抗靜電性能和阻燃性能。上海導熱石墨烯復合材料廠家報價
氧化石墨烯(GO)納米片表面存在親水官能團,可以在水中形成穩定的懸浮液,對水泥基材料具有很高的親和力,易于摻入水泥基材料中。目前,關于GO改性水泥復合材料的研究已經很多,國內外相關研究表明,GO對水泥基材料各項性能的影響非常***,GO的添加可以影響水泥基材料的水化過程,提升水泥基材料的力學性能和耐久性,GO還可以用于水泥基復合材料的功能相,提高水泥基材料的吸附性能、電磁屏蔽性能、導電性能等91-93,因此在水泥復合材料中具有很好的應用前景。上海導熱石墨烯復合材料廠家報價