聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球的制备及性能表征

以阳离子聚苯乙烯微球(PS)为核,氧化石墨烯(GO)和PS之间通过静电和π-π作用力进行静电自组装,制备得到聚苯乙烯/氧化石墨烯核壳微球(PS/GO),然后采用氢碘酸(HI)进行还原得到聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球(PS/rGO),采用XRD、SEM、TEM对PS/GO和PS/rGO进行了结构表征。探究了自组装过程条件,例如分散形式(搅拌或超声)、反应时间、GO质量浓度对核壳微球形貌的影响。对不同壳层还原氧化石墨烯(rGO)厚度的PS/rGO复合材料进行了导电性能和热稳定性测试,结果表明,改变壳层rGO的含量,会直接影响复合材料的导电和热性能。由于PS/rGO具有独特的核壳结构,其导电性能和热稳定性相比PS有所提高,电子电阻从PS的17.3Ω降到PS/rGO[m(PS)∶m(rGO)=50∶1]的8.3Ω,PS/rGO的起始热分解温度提高近120℃。     

石墨烯/聚苯乙烯导热复合材料的制备

以偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为引发剂,采用分散聚合的方法合成了表面带正电荷、粒径在600 nm的聚苯乙烯(PS)微球,通过自组装将氧化石墨烯包覆于PS微球表面,用化学还原法将氧化石墨烯还原为石墨烯,制备了石墨烯包覆聚苯乙烯微球的复合分散体和压制成型制备的石墨烯/聚苯乙烯导热复合材料。结果表明,随着初始氧化石墨烯投料量的增大,制备得到的石墨烯/聚苯乙烯复合材料的导热系数逐渐增大,投料量为20%时,复合材料的导热系数达到0.41 W/(m·K),相比纯PS本体提高了116%。     

聚苯乙烯/无机粒子(核/壳)复合微球的制备与研究进展

综述了近年来国内外聚苯乙烯(PS)/无机粒子(核/壳)复合微球的制备方法,如化学沉积法、静电自组装法和化学镀法等,简述了PS/无机粒子(核/壳)复合微球的优异性能及其应用,展望了PS/无机粒子(核/壳)复合微球的发展前景。     

PEDOT/石墨烯复合材料的制备及其抗静电性能研究

采用原位聚合法,以氧化石墨烯(GO)为掺杂剂,将3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)原位聚合在氧化石墨烯的表面,制备了部分还原氧化石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩(rGO/PEDOT)导电复合材料。实验表明:当m(EDOT):m(GO)=1:1时制备的复合材料具有良好的水分散性,电导率为2.56S/cm。用全反射红外光谱和拉曼光谱对其结构进行了表征,并使用透射电镜(TEM)对复合材料在水中的分散性进行了表征。结果表明:PEDOT成功聚合在GO的表面上,且PEDOT的聚合使氧化石墨烯得到了部分还原。将复合材料作为导电填料加入到水性聚氨酯中,测试了涂层的抗静电性、机械性能和热稳定性,在添加量为10%时,涂层的综合性能较好,涂层表面电阻可达1.27×10~9Ω。     

石墨烯/玻璃块体复合材料的制备及性能

本文报道了还原氧化石墨烯/钠钙硅(rGO/SLS)玻璃块体复合材料的热压制备和力学性能。首先以3-氨基丙基三乙氧基硅烷为表面活性剂修饰玻璃粉微粒;然后在水溶液中带负电的氧化石墨烯(GO)纳米片通过静电自组装与被氨基修饰过带正电的玻璃颗粒相结合生成复合颗粒。通过高温真空热压烧结,GO被还原成rGO,从而原位生成rGO/SLS玻璃块状复合材料。结果表明,rGO均匀分布在玻璃基质中,并明显增强了复合材料的机械性能。rGO/SLS玻璃块体复合材料中rGO的含量为0.5%(质量分数)时,复合材料的弯曲强度比纯的SLS玻璃提高了约一倍。     

原位还原法制备rGO/PSt复合乳液

采用原位还原法,通过强还原剂水合肼将氧化石墨烯/聚苯乙烯(GO/PSt)复合乳液中氧化石墨烯还原成还原氧化石墨烯片层,制备得到还原氧化石墨烯/聚苯乙烯复合乳液(rGO/PSt)。红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)表征结果表明rGO/PSt复合乳液的成功制备。透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)表征其微观结构,微观条件下rGO吸附或包裹在PSt表面;通过热重(TG)和差示扫描量热仪(DSC)表征可知rGO/PSt复合物的热性能得到一定程度的改善。     

还原剂对GO自组装PAN纤维结构及性能的影响

通过浸渍法将氧化石墨烯(GO)自组装在聚丙烯腈(PAN)纤维表面,然后采用还原强弱不同的还原剂水合肼、氢碘酸(HI)、维生素C分别还原GO,制备了经还原GO(rGO)表面修饰的导电PAN纤维,研究了不同还原剂对rGO/PAN纤维的结构及性能的影响。结果表明:通过浸渍处理后,GO成功自组装在PAN纤维表面上;水合肼、HI在高温短时间内还原的rGO/PAN纤维表面形成的小褶皱数量较多,面积较大,维生素C在低温长时间条件下还原的rGO/PAN纤维表面出现密集的小皱褶并形成大的卷曲气层结构;当GO质量分数为1.64%时,在99℃下还原1.5 h后,HI、水合肼还原制得的rGO/PAN纤维的体积电阻率分别为388,1 091Ω·cm,HI还原后纤维强度有所下降,水合肼还原后纤维力学性能被严重破坏;采用维生素C在80℃下还原24 h得到的rGO/PAN纤维的体积电阻率为762Ω·cm,与PAN原丝相比下降了11个数量级,达到了导电纤维的级别,并且纤维本身的力学性能得以保留。     

聚苯乙烯/氧化石墨烯复合材料的制备及介电性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),与含有聚苯乙烯(PS)微球的乳液共混得到PS/GO复合材料。对产物的结构形态进行表征,并研究了GO含量对复合材料介电性能的影响。结果表明:GO带有大量官能团,呈薄片状结构,与PS微球共混后粘附在微球表面;随着GO含量的增加,复合材料的介电常数增大,当GO含量为5wt%,100Hz时复合材料介电常数达到22.23,是纯PS的5倍,介电损耗始终保持在较低水平。     

氧化石墨烯/密胺树脂导电复合材料的制备与性能研究

采用的改进的Hummers法和组合剥离技术制备了氧化石墨烯(GO),并以氧化石墨烯、甲醛溶液、三聚氰胺为原料,采用原位合成技术制备石墨烯/密胺树脂导电复合材料(GO/MF)及含有水合肼的氧化石墨烯/密胺树脂复合材料(GO/MF+N_2H_4),并对其结构、热稳定性和导电性等进行研究分析。试验结果表明:GO/MF+N_2H_4试样的热稳定性最佳,氧化石墨烯的加入,提高了密胺树脂材料的导电性,且添加质量分数0.9%GO的GO/MF+N_2H_4试样出现导电临界值,体积电阻率达到1.5×10~4Ω·m,为制备具有抗静电性能和导电性能的密胺树脂新型复合材料提供一定的基础理论参考。     

聚偏氟乙烯/石墨烯复合材料的制备及性能研究

用溶液共混法制备出聚偏氟乙烯/氧化石墨烯复合材料(PVDF/GO)，经高温热压将GO还原得到聚偏氟乙烯/还原氧化石墨烯复合材料(PVDF/rGO)。研究了填料种类及含量对复合材料电学性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明：随GO和rGO的添加，两种复合材料的介电常数(ε _r)均变大、介电损耗(tanδ)变化不大；低含量下GO和rGO均能提高PVDF的热稳定性，但rGO对PVDF性能的改善效果更好；随填料含量从0增加到8%(质量)，100 Hz下PVDF/rGO复合材料的ε _r从3.60增加到38.30，PVDF/rGO[4%(质量)]复合材料失重率为5%的分解温度较纯PVDF提高了6.44℃。rGO增强了PVDF的刚性，PVDF/rGO复合材料的拉伸强度先增大后减小，杨氏模量逐渐增大，当rGO含量为4%(质量)时拉伸强度最大，拉伸强度和弹性模量分别较纯PVDF提高了35.30%、22.58%。但GO和rGO都降低了复合材料的击穿场强。