氧化石墨烯可以用于提高环氧树脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的导热性能。通常而言,碳基填料可以提高聚合物的热导率,但无法像提高导电性那么明显,甚至低于有效介质理论。其原因可能是因为热能传递主要是以晶格振动的形式,填料与聚合物之间以及填料与填料之间较弱的振动模式也会增加热阻。液态硅橡胶(LSR)广泛应用于电子器件的密封。然而,在一般情况下,LSR的导热性较差使得涂层或盆栽器件散热过量,从而导致器件损坏或寿命降低。为了缓解这一现状,Mu等人研究了宽体积范围内填充ZnO的硅橡胶的热导率,并研究了形成的导电粒子链对热导率的影响。同时也研究了Al2O3用量对硅橡胶导热性能和力学性能的影响。氧化石墨烯分散液可与复合材料进行原位复配,从而赋予复合材料导电、导热、增强、阻燃、抑菌等性能。常州新型石墨烯复合材料管材
使用高阻隔性能高分子薄膜,可防止由于氧气等气体的渗透而引起的微生物繁殖和封装内容的氧化;防止香味、溶剂等的流出,提高内容物的储存性。所以提高薄膜阻隔性能十分有必要,市场需求量巨大。高阻隔性包装材料如乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等与氧化石墨烯复合,可使复合材料的阻隔性能得到进一步提升。Wu等45人报道了表面活性官能化的氧化石墨烯(SGO)与双(三乙氧基硅丙基)四硫化物(BTESPT)作为天然橡胶(NR)的多功能纳米填料的研究结果。作者通过简单的方法成功地将BtTPT分子接枝到氧化石墨烯的表面上,得到的SGO可以通过溶液混合在NR中实现精细分散。研究发现,在低填充量下,SGO***的改善了NR的气体阻隔性能。图5.5显示了在25°C处测量的SGO/NR纳米复合材料(P)的透气性。将其与未填充NR(P0)进行比较,P/P0的值作为SGO加载量的函数进行了表示。很明显,当SGO含量为0.3wt.%时,P/P0急剧下降至52%,此后缓慢下降。因此,0.3wt.%的SGO可与16.7%的粘土添加效果相媲美,大幅度改善NR的气体阻隔性能。常州合成石墨烯复合材料使用方法第六元素石墨烯产品品种多。
氧化石墨烯在聚合物基体中可以限制聚合物链的流动性,在燃烧过程中,各向异性氧化石墨烯形成碳层网络,阻碍降解产物的逸出。还原后石墨烯还具有较高热导率,有助于燃烧区域狙击的热量扩散,因此氧化石墨烯/聚合物复合材料可用作阻燃材料。此外,氧化石墨烯还可提高PS、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐热性60,61。这是因为氧化石墨烯的含氧基团与聚合物的氢键配位后,使复合材料的自由离子量缩减,进而在一定程度上降低了复合材料的振动频率。研究人员通过共混法,以氧化石墨烯和混合材料树脂用作原材料,进行氧化石墨烯聚合物复合材料的制备。实验结果发现所制备的复合树脂材料与单纯的树脂相比,耐热性能有了***的提升,这无疑为耐热材料的良好应用打下了坚实稳定的基础,也推动了耐热材料的发展62。
石墨烯(graphene)是近几年来发展起来的一种新型二维无机纳米材料,自从其发现以来,石墨烯在化学、物理、材料、电子等各个领域显示了广阔的应用前景。尤其是它极高的机械强度,出色的导电和导热性能,以及丰富的来源(石墨),使其能作为一种理想的无机纳米填料来制备聚合物复合材料。但是目前为止,石墨烯材料的大规模制备,以及如何将石墨烯均匀地分散到聚合物基体中并且优化石墨烯与聚合物基体之间的界面作用力一直是科学界及工业界尚待解决的难题。本学位论文围绕着这些问题,运用了多种新颖的方法实现了对石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成,并制备了多种高性能的石墨烯/聚合物复合材料,这些材料在航空、运输、生物医药等方面具有潜在的应用价值。氧化石墨烯分散液含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团。
目前锂离子电池的负极材料以石墨为主,现阶段几乎达到其理论容量值,因此高容量负极材料引起了当前锂离子电池中的研究热点。负极材料,应该具有良好的锂离子和电子传输能力。石墨烯表面可以存储锂离子,具有高的电子迁移能力。与此同时石墨烯作为负极材料还可以缩短锂离子的传输路径。Bulusheva等将氧化石墨烯置于浓硫酸中加热,之后在惰性气体中进行高温煅烧得到表面有2-5nm孔的石墨烯,该石墨烯材料具有良好的倍率性能[2]。Jiang等将氧化石墨烯水热处理后再通过强碱制备得到多孔石墨烯,在0.05C倍率下首圈放电容量可达到2207mAhg-1;在高倍率5C下容量可达到220mAhg-1[3]。华南理工大学的Lian等[4]将氧化石墨烯置于高温煅烧炉中在惰性气体的保护下还原得到层数少、缺陷少、杂质少的高质量石墨烯,并将其用作锂离子电池负极材料。石墨烯抗静电阻燃复合材料具备优异的抗静电性能和阻燃性能。常州制造石墨烯复合材料商家
氧化石墨含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团,更高的氧化程度,更好的剥离度。常州新型石墨烯复合材料管材
还原石墨烯以及改性的石墨烯已经被用在药物载体、活细胞成像、生物分子检测等生物领域[50]。相比于碳纳米管,石墨烯基材料在生物领域的应用有着明显的优势。首先,它不含金属催化剂等杂质,因此不会对细胞产生生物应激。其次,改性的石墨烯的分散不需要表面活性剂而且具有更好的水溶性。再次,石墨烯极高的比表面积能使载药量**提高。改性石墨烯同样也被用在一些生物器件上,检测生物细胞以及生物分子。它能作为界面对单个细菌进行识别,也能作为无标记,可逆DNA检测器,或是作为一种极性特定的分子晶体吸附蛋白质/DNA[123]。常州新型石墨烯复合材料管材
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