石墨烯/PVC原位聚合树脂的开发

介绍了石墨烯的制备工艺与改性方法、石墨烯/聚合物复合材料的制备工艺。制备了氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂,发现其耐热性能、热稳定时间(刚果红法)得到改善;改性的氧化还原石墨烯可明显提高PVC树脂的冲击强度和断裂伸长率,但拉伸强度略微降低,而未改性氧化还原石墨烯则会降低PVC树脂的力学性能。电镜照片显示氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂中石墨烯与聚合物基体呈现砖墙形纳米层层自组装结构。     

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。     

PP/POE/石墨烯纳米复合材料的结构及性能研究

通过熔融混合法,将热还原氧化石墨/PP-g-MA母料添加到非极性聚烯烃共混物PP/POE中,制备得到石墨烯以很少片层堆积在非极性聚烯烃共混物中的纳米复合材料。X射线衍射和透射电镜分析表明热还原氧化石墨在PP/POE中分散较好。因而热还原氧化石墨对体系的结晶具有较好的成核作用,同时赋予其良好的电学性能,导电逾渗阈值为1.5%。此外,复合体系的热稳定性能显著提高。     

新型石墨烯/聚苯胺/银基复合材料的制备

通过对石墨烯(GN)制备、结构改性及与聚苯胺(PANI)、银粒子(Ag)的复合,设计了制备GN/PANI/Ag新型电极复合材料的工艺路线。首先利用Hummers氧化还原法将石墨氧化成氧化石墨烯,利用硼氢化钠将氧化石墨烯还原成石墨烯,将石墨烯与聚苯胺、银粒子反应,最后制得了GN/PANI/Ag复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),热重分析(TG)和电导率测试对GN和GN/PANI/Ag的形貌,热稳定性和电化学性能进行了分析研究。结果表明,聚苯胺类衍生物、石墨烯以及银粒子三相在整个复合材料中共存,材料的复合使体系热稳定性和电化学性能得到提高。     

氧化石墨烯/氯丁橡胶复合材料的制备及性能研究

通过乳液复合方法制得氧化石墨烯/氯丁橡胶纳米复合材料。研究氧化石墨烯/氯丁橡胶复合材料的硫化特性,力学性能,动态力学性能,耐磨性能。采用扫描电镜研究氧化石墨烯和无机填料在橡胶基体中的分散性。结果表明,氧化石墨烯在氯丁橡胶中具有良好分散性以及改善其他无机填料的分散性,氧化石墨烯的加入可以明显改善加工安全性,提高氯丁橡胶的力学性能,提高氯丁橡胶储能模量及耐磨性。当氧化石墨烯填充量为5phr时,氧化石墨烯/氯丁橡胶的综合性能最佳。     

工程轮胎胎面胶用氧化石墨烯/炭黑/乳聚丁苯橡胶纳米复合材料的性能

利用乳液插层复合法制备了氧化石墨烯/乳聚丁苯橡胶(GO/ESBR)纳米复合材料,对复合材料的形态结构做出了表征。在工程轮胎胎面胶配方中,将该复合材料部分替代乳聚丁苯干胶,利用机械共混工艺制备了氧化石墨烯/炭黑/乳聚丁苯橡胶(GO/carbon black/ESBR)纳米复合材料。研究了复合材料的综合性能。结果表明：氧化石墨烯以纳米级别分散在复合材料中;氧化石墨烯的加入延长了复合材料的正硫化时间,增强了混炼胶的填料网络结构,玻璃化转变温度(Tg)变化不大,但损耗峰降低,改善了炭黑/丁苯纳米复合材料的力学性能,耐磨性提高了9%~25%。     

氧化石墨烯负载金纳米颗粒及其催化活性研究

在不外加任何还原剂的情况下,利用氯金酸和氧化石墨烯之间的氧化还原反应将金纳米颗粒成功负载到氧化石墨烯上,合成了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料。利用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对复合材料进行了结构表征与形态分析,并研究了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应的催化效果。结果表明,通过调节氯金酸与氧化石墨烯的质量比,可以得到不同形状的金纳米颗粒;金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应具有很高的催化活性,并且很容易从反应体系中回收。     

石墨烯/聚丙烯纳米复合材料性能的研究

采用水合肼还原氧化石墨烯(GO)制备石墨烯(GE),通过熔融共混法制备GE/聚丙烯(PP)纳米复合材料,研究了GE的用量对PP结晶性能、力学性能以及热稳定性的影响。结果表明:GE能在PP基体中良好地分散。添加2.0份GE时,与纯的PP相比,纳米复合材料的结晶温度提高2.9℃,拉伸强度提高13.4 MPa,最大热分解温度上升了48.9℃。     

石墨烯/热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

采用热还原的方法由氧化石墨烯(GO)制备得到还原石墨烯(RGO),并将两种石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)复合制得纳米复合材料薄膜。进而考察了两种纳米复合材料薄膜的导电、导热及力学性能。结果表明:在TPU中加入GO能够得到高导热、低导电的纳米复合材料,而加入RGO则得到高导热、高导电的纳米复合材料;同时,GO和RGO的加入,均能显著提高TPU的拉伸强度和模量。     

一种高导电橡胶复合材料及其制备方法

由北京化工大学申请的专利(公开号CN103289138A,公开日期2013-09-11)"一种高导电橡胶复合材料及其制备方法",涉及的高导电橡胶复合材料制备方法为:首先通过在氧化石墨烯表面镀银制得高导电填料,然后将其与橡胶水乳液共混使镀银氧化石墨烯以单片层或极少量纳米片层分散在橡胶基体中,再采用原位热压还原方法将氧化石墨烯还原为石墨烯,形成石墨烯片层包裹胶乳粒子的网络结构。这种高导电橡胶复合     

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。     

共混型石墨烯/碳纳米管/SMTPU复合材料的制备与性能研究

为改善形状记忆热塑性聚氨酯(SMTPU)的力学和形状记忆性能,通过熔融共混技术制备了氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合填充改性的SMTPU复合材料,其中,氧化石墨烯首先用乙二胺进行接枝改性,多壁碳纳米管用硫酸/硝酸混合酸进行了处理。进一步研究了上述填料的加入对所得复合材料的力学性能、熔体流动速率及形状记忆性能的影响。结果表明,填料含量对复合材料的力学和形状记忆性能有明显的影响。固定氧化石墨烯与多壁碳纳米管的质量比为1,当它们在复合材料中的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度较纯SMTPU提高了25.2%。随着填料含量的增加,复合材料的熔体流动速率逐渐降低。形状记忆性能研究表明,加入氧化石墨烯/多壁碳纳米管使得复合材料的形状固定率先上升后下降,而且在氧化石墨烯/多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料形状固定率最大,较纯SMTPU提高了26.4%;形状回复率则随填料含量的增加逐渐上升,且回复温度越高,形状回复率越好。     

多孔铂镍空心纳米球/石墨烯复合材料的制备

采用置换反应,以镍纳米球为模版和还原剂,以聚二烯丙基二甲基氯化铵为稳定剂制备了多孔铂镍空心纳米球。为了防止空心纳米球之间的团聚,将制备的多孔铂镍空心纳米球与氧化石墨烯混合,然后将氧化石墨烯还原从而制备了铂镍纳米空心球/石墨烯复合材料。     

氧化石墨烯-聚四氟乙烯纳米复合材料及性能

以氧化石墨烯为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)纳米复合材料,考察了氧化石墨烯重量比及纳米Al2O3为共填充料等因素对PTFE力学和摩擦学性能的影响。结果表明,氧化石墨烯能提高PTFE的耐磨损性能并使PTFE保持低的摩擦系数;在氧化石墨烯-PTFE复合材料中添加纳米Al2O3,能使复合材料的耐磨损性能继续提高1个数量级;氧化石墨烯的填充会降低PTFE的拉伸强度和断裂伸长率,但会增加其硬度。     

NBR/PVC/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究

采用乳液共沉法和直接混炼法制备NBR/PVC/有机蒙脱土（OMMT）纳米复合材料,研究纳米复合材料的硫化特性、微观结构、动态力学性能和热稳定性.结果表明,OMMT能够显著促进NBR的硫化反应,使NBR/PVC/OMMT纳米复合材料的焦烧时间和正硫化时间明显缩短;乳液共沉法和直接混炼法NBR/PVC/OMMT纳米复合材料是插层型纳米复合材料,乳液共沉法NBR/PVC/OMMT纳米复合材料中的OMMT分散更为均匀,其储能模量、玻璃化温度和热分解温度均高于NBR/PVC共混物和直接混炼法NBR/PVC/OMMT纳米复合材料,具有较好的动态力学性能和热稳定性.     

用协同还原一步法制备氢化丁腈橡胶/还原氧化石墨烯纳米复合材料（英文）

选择具有还原特性的物质,如维生素C、对苯二酚或茶多酚作为协同还原剂,协同水合肼对丁腈橡胶/氧化石墨烯(GO)纳米复合胶乳中的碳碳双键及GO片层同时进行加氢和还原,制备了氢化丁腈橡胶(HNBR)/还原GO纳米复合材料,并利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和热重分析仪等仪器对所制备的纳米复合材料进行了表征。结果表明,GO的引入进一步改善了HNBR的性能;同时协同还原剂可与水合肼共同参与还原反应,提高了碳碳双键的加氢度和GO片层的还原程度,使得复合材料的热稳定性得到改善。     

石墨烯/纳米碳酸钙/PVC复合树脂的制备及性能评价

以石墨烯和纳米碳酸钙为填料,先对其进行预分散,再通过与氯乙烯单体的原位聚合反应制备了石墨烯/纳米碳酸钙/PVC复合树脂(以下简称复合树脂),观察了树脂颗粒的微观形貌,评估了实验室用10 L聚合釜的性能,评价了复合树脂的综合性能,同时考察了石墨烯用量对复合树脂热稳定性的影响。结果表明:采用10 L聚合釜制得的复合树脂的颗粒规整度不高,但热稳定性得到显著提高,在韧性大幅提高的同时强度也得到改善;石墨烯的适宜用量为0.2%(以氯乙烯单体的质量为100%计)。     

纳米二氧化钛/石墨烯改性水性聚氨酯抗菌涂料的制备与评价

通过简单高效的方法制备纳米二氧化钛 /还原氧化石墨烯（ TiO₂/rGO）复合材料,对复合材料进行红外光谱（ FT-IR）、扫描电镜（ SEM）以及 X射线衍射（XRD）表征,结果表明：成功制备了氧化石墨烯、锐钛型纳米 TiO₂,并将纳米 TiO₂均匀负载于氧化石墨烯片层,经水热还原得到 TiO₂/rGO复合材料。将制备的 TiO₂/rGO复合材料添加到水性聚氨酯涂料中,制备涂膜并测定其光催化降解能力,结果表明：纳米 TiO₂/rGO填料复合的聚氨酯涂膜具有较高的光催化能力。依据 HG/T 3950—2007标准测定涂膜抗菌性能,结果表明：水性聚氨酯涂料的抗菌能力达到国家 Ⅰ级标准,可以有效替代有机抗菌剂。该环保复合涂料在物理性质和应用性能上均符合化工行业标准要求。     

基于压电效应的发泡聚氨酯复合材料制备及吸声性能研究

本文利用异构共沉淀法将氧化石墨烯包覆在钛酸钡纳米粒子表面,热处理得到还原氧化石墨烯包覆的钛酸钡纳米粒子（rGO@BT）,并将其与聚氨酯发泡材料（PUF）复合制备rGO@BT/PUF复合材料。研究了rGO用量对复合材料吸声性能的影响。结果表明：随着r GO@BT填料的加入能有效提高PUF的吸声性能,尤其是低频吸声性能;当rGO加入量达到1.0 wt%时,复合材料在100-6000 Hz范围内的平均吸声系数达到0.540。