石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

近年来,石墨烯以其完美的二维结构和众多优异的性能,引起了科学家的极大兴趣,成为纳米材料领域的一大研究热点。在众多研究中,基于石墨烯的聚合物纳米复合材料的研究是一个重要方向。本文在简要介绍石墨烯结构、性质和制备以及石墨烯的改性方法的基础上,重点总结了石墨烯基聚合物纳米复合材料的常用制备方法、结构及性能,进而得出大规模制备结构完整、尺寸和层数可控的高质量石墨烯及其衍生物是未来的研究热点,而改进石墨烯聚合物基复合材料合成方法,有效模拟石墨烯结构特征对复合材料的热、力、电、光等性能的影响则是该领域的重点发展方向。     

聚合物基石墨烯纳米复合材料的研究进展

聚合物基石墨烯纳米复合材料是近年来开发的新型聚合物基复合材料,将具有独特结构和优异性能的石墨烯添加到聚合物中,可以显著提高聚合物基体的导电导热能力和力学性能。首先简要介绍石墨烯的结构、性能和制备方法,然后重点综述聚合物基石墨烯纳米复合材料的制备以及其在导电导热性能和力学性能等方面的最新研究进展。     

聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料研究进展

氧化石墨烯作为石墨烯的重要衍生物,原料来源广泛,制备过程简单,成本低廉,具有优异力学性能、耐磨性能以及吸附性能等,其还原产物具有优良的导电性能和导热性能等,是聚合物基纳米复合材料的理想填料。近年来,随着复合材料制备方法的不断革新,聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料在储能、阻燃等领域实现了规模化应用,有助于引领聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料相关产品的进一步开发和应用。该文系统介绍了氧化石墨烯的共价改性方法以及非共价改性方法,综述了聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料的研究进展,展望了聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料的发展前景。     

聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料研究进展

氧化石墨烯作为石墨烯的重要衍生物,原料来源广泛,制备过程简单,成本低廉,具有优异力学性能、耐磨性能以及吸附性能等,其还原产物具有优良的导电性能和导热性能等,是聚合物基纳米复合材料的理想填料。近年来,随着复合材料制备方法的不断革新,聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料得到了快速发展,并在储能、阻燃等领域实现了规模化应用,有助于引领聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料相关产品的进一步开发和应用。本文系统介绍了氧化石墨烯的改性方法,综述了聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料的研究进展,展望了聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料的发展前景。     

Ni/石墨纳米复合材料的制备及微波吸收性能研究

利用氧化石墨层间可吸附大量离子的特性使Ni2＋吸附到氧化石墨层间,再通过H2还原制备了不同还原温度下的Ni/石墨纳米复合材料。采用SEM、XRD、磁滞回线及电磁参数测定等手段考察了Ni/石墨纳米复合材料的组成、晶体结构、磁学性能及微波吸收性能与还原温度的关系。结果表明：Ni/石墨纳米复合材料主要由分布在石墨层间或附着在石墨片层表面的纳米Ni颗粒构成,纳米Ni颗粒的粒径随还原温度的升高而增大。Ni/石墨纳米复合材料的密度在2.99～4.26g/cm3之间,磁滞回线的面积和剩磁都较小,是一种典型的轻质软磁性材料。随着试样厚度的增加,吸收频段向低频方向移动,匹配频率处的理论反射损耗量呈下降的趋势。当厚度为1.5mm时,300℃下还原的Ni/石墨纳米复合材料的微波吸波效果最好,反射损耗量达-17.5dB,反射损耗量低于-5dB的频段范围为8.5～14.5GHz,频宽达6GHz。     

聚乳酸/石墨烯纳米复合材料的制备与性能研究进展

对聚乳酸/石墨烯纳米复合材料的制备方法 (包括熔融共混法、溶液共混法和原位聚合法)和性能(包括力学性能、热学性能、电性能和流变性能)研究进展进行综述,并对其研究趋势进行了展望。     

石墨烯/环氧树脂改性氰酸酯复合材料的微波吸收性能

采用溶液共混法制备了TNGNP(石墨烯)/EP(环氧树脂)改性CE(氰酸酯)复合材料。利用红外光谱(FT-IR)法和扫描电镜(SEM)等对该复合材料的结构和微观形貌进行了表征,并采用矢量网络分析仪对其复介电常数进行了测定。研究结果表明:该复合材料的复介电常数随TNGNP掺量增加而增大;当w(TNGNP)=3%(相对于复合材料质量而言)时,该复合材料的反射损耗绝对值大于10 d B的频率覆盖范围为5.8~6.6 GHz,其最大反射损耗绝对值为15.7 d B;该复合材料的强吸收特性表明其作为微波吸收材料具有良好的潜在应用前景。     

乳液聚合法制备聚合物/石墨烯复合材料研究进展

综述了近些年来使用乳液聚合法制备聚合物/石墨烯复合材料的国内外研究现状,详细阐述了制备聚合物/石墨烯复合材料的乳液聚合方法,总结了乳液聚合法中聚合物的种类和石墨烯的改性方法以及复合材料的性能改善,并对乳液聚合法制备聚合物/石墨烯复合材料的应用领域和研究方向进行了展望。     

石墨烯/MOFs杂化微波吸收复合材料的研究进展

MOFs具有可控调节的介电常数和微波吸收特性以及质量轻等优点,可用于改善复合材料的微波吸收性能.石墨烯是一种典型的碳基微波吸收材料,但其存在阻抗匹配差等缺点.因此选用合理的加工方法实现MOFs与石墨烯的杂化复合,通过石墨烯/MOFs杂化复合材料结构设计,可以克服单一组分在微波吸收材料的局限;充分发挥两者的优势,获得预期...     

PMMA/石墨烯纳米复合材料的制备及其性能研究进展

综述了国内外聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/石墨烯纳米复合材料的研究现状及其制备方法的最新研究进展,并阐述了PMMA/石墨烯纳米复合材料的热性能、电性能、力学性能及其在柔性衬底、生物医学、太阳能电池、传感器、原油降凝剂等领域的应用现状.     

Polymer-derived FexSiy/SiC@SiOC ceramic nanocomposites with tunable microwave absorption behavior

Iron-containing PSO precursors (FePSO) were synthesized by modification of polysiloxane with different amounts of ferric acetylacetonate [Fe(acac)₃], then porous SiFeCO ceramics were successfully prepared by subsequent pyrolysis. The chemical modification and ceramization process of PFSO precursors were studied by FT-IR and TGA measurements. XRD patterns imply that the SiC crystalline can be easily observed when PFSO was exposed to 1200℃ in nitrogen atmosphere, while pure PSO exhibited broad diffraction peaks of SiC at 1500℃, meaning that the grain coarsening of SiC was accelerated by adding iron. The crystallization behavior of ferric silicide (Fe_xSi_y) is complex due to the variation of iron content in feed and annealing temperature, and Fe_xSi_y/SiC@SiOC nanocomposites were produced after annealing. Because of the in-situ formation of SiC, Fe_xSi_y, and carbon strips in nanocomposites, PFSO-derived ceramics demonstrate enhanced microwave absorption performance. The best effective absorption bandwidth (<−10 dB) and the minimum reflection loss are 2.6 GHz and −38 dB, respectively, which are achieved in the sample PFSO-3–1300℃. Fe_xSi_y/SiC@SiOC nanocomposites synthesized in this work exhibit potential application in the field of electromagnetic interference, the carbon content and the crystallization behavior of Fe_xSi_y are the critical factors for the performance optimization.     

石墨烯/聚合物复合材料的研究进展

介绍了石墨烯的制备与改性方法,概述了石墨烯/聚合物复合材料的制备工艺,主要有熔融共混法、原位聚合法、溶液混合法及乳液混合法,并总结了石墨烯对聚合物导电性能、导热性能、耐热性能、物理机械性能和气体阻隔性能的影响.     

One-pot in situ ball milling preparation of polymer/graphene nanocomposites

A one-pot method which involves peeling graphite nanosheets (GNs) off into graphenes in polymer solution and in situ forming polymer/graphene sheets nanocomposites by using ball milling is presented. Via this approach, nanocomposites based on maleic anhydride grafted poly (ethylene-co-vinyl acetate) (EVA-g-MAH) and graphene sheets comprising one to five layers were accomplished. The resulted EVA-g-MAH/graphene nanocomposites displayed a percolation threshold around 5.0 wt %, much lower than that of the EVA-g-MAH/GNs nanocomposites prepared by direct solution blending (∼ 13.0 wt %). The nanocomposite containing 10 wt % of graphene sheets exhibited a higher maximum decomposition temperature by ∼ 10°C when compared with the virgin polymer and the corresponding nanocomposite loaded with 10 wt % of GNs. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

石墨烯导电高分子复合材料研究进展

本文综述了有关填充型导电高分子复合材料的研究进展及其应用,重点介绍并比较了石墨烯／聚合物导电高分子复合材料的制备方法,讨论了石墨烯的功能化改性处理。     

P(VDF-TrFE)-based polymer nanocomposites comprising of reduced graphene oxide decorated with CoFe2O4@MCM 41 for efficient microwave absorption in X-band

Lightweight polymer nanocomposites (PNCs) dispersed with nanofiller RGO/CoFe₂O₄@MCM41, namely RCM (using hydrothermal process), have been prepared and characterized. Using the solution cast technique, PNCs {(P(VDF-TrFE)/LiTFSI/EMIMTFSI) + x wt% RCM, where x = 5, 7.5, and 10 in wt%} have been successfully synthesized. The synthesized PNCs possess good structural, thermal, mechanical, and magnetic properties because of the dispersed nanofiller within the polymeric matrix, which forms a 3-dimensional interconnected conducting network. The optimized PFE15Li50IL7.5RCM polymer nanocomposite also exhibits total shielding effectiveness (SE_T) of ~19.88 dB at 9.2 GHz for a thickness of 1.18 mm corresponding to 89.07% effective absorption (A_eff) in the X-band (8.2–12.4 GHz).     

聚合物基纳米复合材料研究的进展

本文简单介绍了聚合物基纳米复合材料的类型,总结了聚合物基纳米复合材料的制备方法、所制备材料的性能及应用情况,并对纳米复合高聚物的发展前途进行了展望。     

Fabrication of microcellular polymer/graphene nanocomposite foams

Graphene has recently gained revolutionary aspirations because of its remarkable electronic, thermal and mechanical properties. These unique properties make it promising for preparing multifunctional nanocomposites. In recent years, polymer foams based on graphene have also received increasing attention in both the scientific and industrial communities. This review presents an overview of polymer/graphene nanocomposite foams discussing the production of graphene, the polymer functionalization of graphene and different polymer/graphene foams with different properties. One of the most promising avenues is to fabricate tough and lightweight materials with superior electrical and electromagnetic interference shielding properties. Copyright © 2012 Society of Chemical Industry     

石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料制备及应用研究进展

石墨烯/导电聚合物复合材料不仅具有石墨烯优异的屏蔽性能和导电聚合物良好的氧化还原特性,还能协同发挥二者的功能,在金属防腐蚀领域有着巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的制备方法,包括电化学方法、化学氧化法、分散液混合法和化学气相沉积法（CVD）;并全面总结了石墨烯/导电聚合物复合材料在防腐蚀涂层中的应用及性能。制备的石墨烯/导电聚合物复合材料可以通过电化学方法、溶剂挥发法制成石墨烯/导电聚合物防腐蚀薄膜涂层,还可以混入成膜物树脂中制备树脂复合防护涂层。讨论了石墨烯/导电聚合物在制备过程、薄膜涂层和树脂复合涂层应用中的优势与不足,提出了构建结构可控、综合性能好的复合防腐涂层是石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的未来主要发展趋势。     

PS/POE/功能化石墨烯纳米复合材料的制备和性能研究

利用马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,乙二胺功能化石墨烯(G-EDA)为纳米填料,经熔融共混法制备了聚苯乙烯(PS)/POE-g-MAH/G-EDA纳米复合材料,并对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了全面的表征。红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能、维卡软化温度和熔融指数测试表明:乙二胺(EDA)已成功接枝于石墨烯的表面上;共混过程中,POE-g-MAH的酐基与EDA的氨基发生反应改善了共混体系的界面相容性;G-EDA在熔融共混过程中均匀分散于PS基体中;随着G-EDA含量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后降低,当G-EDA质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,比PS/POE-g-MAH提高了12.3%,比纯PS提高了15.5%;而当G-EDA质量分数为0.75%时,复合材料的冲击强度达到最大值,比PS/POE-g-MAH提高了22%,比纯PS提高了22.4%。因此,当G-EDA的质量分数在0.5%~0.75%之间时,复合材料的综合力学性能最好。G-EDA的加入,纳米复合材料的邵氏A硬度、维卡软化温度等都逐渐增大,而熔融指数逐渐降低。