许多对聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究目的在于开发和利用碳纳米管出色的力学性能,同时对聚合物基体引入一些新的性能,比如导电性、导热性等。但是,尽管许多工作集中在聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究上,许多问题仍然存在。相比于碳纳米管,制备基于石墨烯的结构和功能体系更加可行,这是因为石墨烯具有更大的比表面积,更强的界面结合力,以及同样出色的物理性能。完美石墨烯的杨氏模量和断裂强度高达1TPa和130GPa[41],而制备复合材料**常用的改性及还原石墨烯的杨氏模量也可达到250GPa[57,58],高出一般的聚合物2~3个数量级,因此,在聚合物中加入改性或还原石墨烯同样能有效地增强聚合物的力学性能。常州第六元素拥有石墨的深度插层和高解离率的制备技术。江苏制造石墨烯复合材料价格
GO的二维纳米材料属性:纳米厚度、微米级平面尺寸从而具有极高的比表面积;高氧化程度GO的非晶态特征,使其能作为良好的2D模板,应用于制备纳米复合材料.2016年Huang[84]等人发明了一种自下而上的方法来制备类石墨烯二维Al2O3纳米片.在这种方法中,GO被用作2D模板,硫酸铝与氢氧化铝的共沉淀物(BAS)首先沉积到GO片上,形成的GO-Al复合板煅烧除去GO,转换成二维Al2O3纳米片,示意图如图8(a)所示.GO的非晶态特征使BAS能均匀地涂布在GO片上,而BAS的缓慢稳定的分解保证了二维形状的完整性.所制备的γ-Al2O3纳米片作为吸附剂去除水中氟离子,吸附速度快,吸附容量大,而且在催化、环境、心理科学和复合材料方面得到广泛应用.。江苏制造石墨烯复合材料价格氧化石墨应用于热管理、橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域。
在非导电聚合物基体中加入导电填料通常能使聚合物表现出一定的导电性,而且聚合物导电性随着填料含量的增加呈现出一种非线性的提高。当在填料添加量达到某一个数值,即逾渗阈值时,这些填料能在基体中形成导电网络,使复合材料的导电性能大幅度增强。因此,石墨烯本身良好的导电性以及宽高比决定了它可以作为一种理想的无机相来制备导电复合材料。相比于对石墨烯基复合材料导电性能的研究,对聚合物/石墨烯复合材料导热性能的研究要少很多,这可能是由于在碳纳米管增加聚合物导热性能的研究中效果不甚理想的缘故。不同于导电性的增强,好的导热性需要很强聚合物与填料之间的结合力。因此,原位聚合法在制备导热性能良好的复合材料时具有一定的优势。
石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料制备研究的兴趣,石墨烯材料的制备方法已报道的有:机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。1、微机械剥离法2004年,Geim等***用微机械剥离法,成功地从高定向热裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剥离并观测到单层石墨烯。Geim研究组利用这一方法成功制备了准二维石墨烯并观测到其形貌,揭示了石墨烯二维晶体结构存在的原因。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯,但存在产率低和成本高的不足,不满足工业化和规模化生产要求,目前只能作为实验室小规模制备。2、化学气相沉积法化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在规模化制备石墨烯的问题方面有了新的突破。CVD法是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。麻省理工学院的Kong等、韩国成均馆大学的Hong等和普渡大学的Chen等在利用CVD法制备石墨烯。他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉,通入含碳气体,如:碳氢化合物,它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯,通过轻微的化学刻蚀,使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。常州第六元素拥有氧化石墨(烯)、石墨烯粉体、复合材料3大系列产品。
石墨烯先和聚合物单体或者预聚物混合均匀,有时候也可以在合适的溶剂中混合,然后进行聚合反应。化学改性或者还原的氧化石墨烯表面含有或残留一些官能团,这些官能团能直接与聚合物共价连接,也能作为反应点对石墨烯进行进一步的改性,比如利用ATRP共价接枝上聚合物链[138,159]。目前报道的利用原位聚合法制备的复合材料包括聚氨酯[160]、聚苯乙烯[161]、聚甲基丙烯酸甲酯[162]、环氧树脂[163,164]、聚硅氧烷[140]等。原位聚合法的优点在于它能使聚合物和填料之间形成很强的界面作用,有利于应力传递,同时也能使纳米填料均匀的分散在基体中。但是,体系的粘度通常会随着聚合反应的进行而增加,这会给后续处理以及材料成型上带来一定的麻烦。利用氧化石墨烯制备的石墨烯导热膜,导热系数高。江苏制造石墨烯复合材料价格
石墨烯的导热性能优异,易分散,易加工。江苏制造石墨烯复合材料价格
当前,石墨烯材料研究领域真正的挑战是如何低成本、大批量地生产高质量的石墨烯薄层,从而进行大规模应用.石墨烯材料的制备思路可分为自上而下从石墨或碳纳米管剥离得到石墨烯与自下而上地用分子合成石墨稀两种(图1)[23].前者以石墨稀和碳纳米管为原料通过机械剥离法、液相剥离法、氧化还原法等方法将石墨片层从石墨中剥离出来,后者通过含碳化合物以化学气相沉积和有机合成等途径来合成石墨烯。机械剥离法直接从石墨出发,通过一定的机械力将石墨片层剥离,可以制备得到缺陷较少的石墨烯材料.Geim小组就是通过“撕胶带”的机械剥离法***制备出了单层石墨烯.江苏制造石墨烯复合材料价格
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