氧化石墨烯改性磺酸型水性聚氨酯的制备与性能研究

首先对石墨进行氧化处理制备氧化石墨(GO),然后对GO进行超声处理得到氧化石墨烯(GOs),并通过共混法制备了水性聚氨酯(WPU)/GOs复合材料。讨论了超声分散以及GOs加入量对WPU/GOs复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,经过超声分散的复合材料的力学性能比未超声分散的好;随着GOs含量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小;加入质量分数0.50%的GOs,其WPU/GOs复合材料的热分解温度可提高44.7℃,明显提高WPU的热稳定性。     

银-石墨烯复合材料的原位制备及性能研究

以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨.氧化石墨与硝酸银溶液混合超声处理,通过功能离子预吸附的方式,将银离子有效地分散在氧化石墨烯载体上.以水合肼为还原剂,同时还原氧化石墨和硝酸银溶液中的银离子,原位制备银-石墨烯复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制得的银-石墨烯复合材料进行表征,并对复合材料的电化学性能进行分析.结果显示,制得银-石墨烯复合材料的比电容明显高于单纯的石墨烯材料,电化学性质优异,是理想的电化学电容器电极材料.     

专利

正一种纺丝级高导热石墨烯/尼龙复合材料原位聚合制备方法公开号:CN105949760A公开日:2016-09-21申请人:北京化工大学摘要:一种纺丝级高导热石墨烯/尼龙复合材料原位聚合制备方法,属于高分子复合材料领域。原位聚合步骤如下:先将氧化石墨烯浓缩液与水稀释分散,再进行超声振荡,得到氧化石墨烯的分散液;将氧化石墨烯分散液加入尼龙单体中加热混合均匀,分段升温聚合;经后处理即得石墨烯/尼龙复合材料。本发明采用了原位聚合的方法解决了石墨烯在尼龙单体中分散性不好、容易团聚的问题,尼龙单体与氧     

用于防护材料的聚乙烯醇/氧化石墨烯层层组装膜

近年来石墨烯复合材料成为研究的一大热点,然而纳米填料分散不均一的问题制约着石墨烯基复合材料性能的进一步提高。如何使石墨烯纳米片材均一有效地分散在基材中成为了该领域的一大难题。通过层层组装法制备了聚乙烯醇/氧化石墨烯(PVA/GO)复合薄膜,有效解决了石墨烯分散不均的问题;同时,PVA的羟基与GO表面的含氧基团间的氢键作用使两者的结合更为牢固,也使复合薄膜的力学性能大大提升,而PVA的透光性几乎不受影响。     

氧化石墨烯与聚苯胺纳米复合材料的合成与性能研究

文章用改进的Hummers法制备氧化石墨,然后超声得到氧化石墨烯,通过苯胺在室温下的酸性水溶液介质中把氧化石墨烯纳米片层还原,制备出氧化石墨烯与聚苯胺纳米复合材料。同时研究了反应时间,反应温度对复合材料性能的影响。     

氨基改性氧化石墨烯及其与环氧树脂的复合

对氧化石墨烯的氨基改性进行了研究,并探索了其在环氧树脂复合材料中的应用。以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备了氧化石墨,进而超声剥离制备了氧化石墨烯。采用三乙烯四胺和乙二胺,用缩合剂法对氧化石墨烯进行改性,并制备相应的环氧树脂复合材料。通过X射线衍射、热重分析、红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜等测试方法对所制备的材料进行了表征。结果表明,通过改性可将三乙烯四胺和乙二胺引入氧化石墨烯的表面,且氧化石墨烯被部分还原;氨基改性氧化石墨烯作为分散相加入环氧树脂基体中制备的复合材料的弹性模量和拉伸强度较纯环氧树脂明显提高,拉伸强度最大提高约60 %,弹性模量最大提高约100 %。     

氧化石墨烯/碳纳米管增强环氧树脂及其性能

采用Hummers制备了氧化石墨烯,并对多壁碳纳米管进行氧化处理,后再通过超声分散使得氧化石墨烯以及功能化碳纳米管通过π-π作用紧密结合在一起后又均匀地分散在环氧树脂中,制备了氧化石墨烯/碳纳米管环氧树脂复合材料。后通过摩擦仪来检测氧化石墨烯、功能化碳纳米管对复合材料的摩擦性能的影响;对样条进行拉伸性能、热失重性能的检测,并用扫描电镜(SEM)来观察样条断面的形态。结果表明:氧化石墨烯、功能化碳纳米管的添加能够有效地改善复合材料的耐摩擦性能,且材料的拉伸性能得到很好的改善,提高了复合材料的韧性和强度。     

氧化石墨烯/聚氨酯复合材料的制备及性能研究

采用溶液共混浇注成膜法制备氧化石墨烯/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明:氧化石墨烯在TPU基体材料中分散较好;随着氧化石墨烯用量(0～5份)的增大,氧化石墨烯/TPU复合材料的拉伸强度增大,拉断伸长率未明显下降;当相同用量(均为1份)的氧化石墨烯、碳纳米管、石墨和炭黑分别填充TPU时,氧化石墨烯/TPU复合材料物理性能提高幅度最大,补强性能最好。     

低温氧化石墨制备技术研究

采用Hummers法、硫酸/磷酸法和反应釜法3种化学氧化法制备氧化石墨,在超声情况下,将氧化石墨分散于水中制备氧化石墨烯。采用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所得氧化石墨、氧化石墨烯分别进行表征。并对制备氧化石墨的3种化学氧化过程进行对比分析,结果表明,Hummers法在高温阶段有红色刺激性气体放出,且发生喷溅现象。硫酸/磷酸法和反应釜法是在低温条件下进行,制备过程比Hummers法安全、环保。氧化石墨XRD结果表明,3种化学氧化法中氧化程度最好的是硫酸/磷酸法,其次是反应釜法,最后是Hummers法。氧化石墨烯SEM结果表明,氧化石墨经超声处理后剥离成为氧化石墨烯纳米片。     

低温氧化石墨制备技术研究

采用Hummers法、硫酸/磷酸法和反应釜法3种化学氧化法制备氧化石墨,在超声情况下,将氧化石墨分散于水中制备氧化石墨烯。采用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所得氧化石墨、氧化石墨烯分别进行表征。并对制备氧化石墨的3种化学氧化过程进行对比分析,结果表明,Hummers法在高温阶段有红色刺激性气体放出,且发生喷溅现象。硫酸/磷酸法和反应釜法是在低温条件下进行,制备过程比Hummers法安全、环保。氧化石墨XRD结果表明,3种化学氧化法中氧化程度最好的是硫酸/磷酸法,其次是反应釜法,最后是Hummers法。氧化石墨烯SEM结果表明,氧化石墨经超声处理后剥离成为氧化石墨烯纳米片。     

HDPE/GN非等温结晶动力学研究

通过Hummers法制备出氧化石墨,在水溶液中直接超声分散30min后用联氨对其还原,可制得石墨烯,将所得产品与高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中熔融挤出。利用DSC和莫氏方程对复合材料的非等温结晶动力学进行了研究,结果表明:石墨烯抑制了高密度聚乙烯(HDPE)的结晶行为;莫氏方程能很好地反映复合材料真实的结晶行为。     

非共价改性法制备聚苯乙烯/高分散石墨烯复合材料

以工业化石墨烯粉体(IGN)与苯乙烯为原料,聚乙烯醇、磷酸三钙为分散剂,过氧化苯甲酰为引发剂,聚苯乙烯(PS)树脂作为非共价改性组分,通过超声分散、悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/高分散石墨烯复合材料,探究了超声分散时间与PS含量对IGN在复合材料中的分散性影响机理。结果表明,PS可提高IGN在苯乙烯(St)单体中的相容性;超声时间30 min,PS添加量为St单体质量的3 %时,复合材料微观形貌较好,IGN分散性较佳;随着PS/IGN中IGN含量的增加,复合材料的外延起始降解温度逐渐提高40 ℃,玻璃化转变温度最大提升7.3 ℃,拉伸强度由43.5 MPa增强至68.3 MPa,提升近65 %。     

石墨烯/聚氯乙烯复合材料的研究进展

介绍了石墨烯、氧化石墨烯的制备工艺与改性方法以及石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备工艺,探讨了制约石墨烯/聚氯乙烯复合材料工业化应用的关键性问题:(1)提高石墨烯和氧化石墨烯在PV C基体中的分散;(2)增强其与基体间的相容性;(3)提高相对较弱的界面间相互作用。     

水性聚氨酯/石墨烯柔性导电复合材料制备及性能

针对石墨烯在与聚合物基体复合中出现的难以均匀分散、易出现团聚的问题,通过采用不同的分散剂对石墨烯进行非共价键功能化改性,选取最佳分散剂,以制备稳定的石墨烯分散液。通过溶液共混法和流延浇铸法将石墨烯均匀分散在水性聚氨酯（WPU）基体中,制备了WPU/石墨烯柔性导电复合材料。溶剂分散效果及吸光度测试结果显示,聚乙烯醇（PVAL）水溶液对石墨烯的分散能力强,制备的石墨烯分散液较为稳定,且PVAL水溶液的最佳质量分数是15%,其吸光度达到2.943;导电性能测试结果发现,石墨烯含量为WPU质量的2%时,WPU/石墨烯柔性导电复合材料综合性能较好,其电导率为2.6×10^-7 S/m,并在此基础上,考察发现WPU∶PVAL水溶液质量比为80∶20时,复合材料的拉伸强度较未加分散剂的增加了116%,电导率为4.5×10^-5 S/m,较未加分散剂的增加了5个等级;扫描电子显微镜结果表明,加入PVAL水溶液后,石墨烯能均匀地分散在WPU基体中,表明PVAL水溶液对石墨烯具有良好的分散作用。     

氧化石墨烯/NBR复合材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯作为分散相加入丁腈橡胶基体中,通过机械共混法和乳液法分别制备氧化石墨烯/NBR复合材料。考察了加入不同量的氧化石墨烯对氧化石墨烯/NBR复合材料的力学性能、耐磨性能的影响。结果表明,与纯丁腈橡胶相比,所制备的氧化石墨烯/NBR复合材料的力学性能有较大提高;随着氧化石墨烯添加量的增加,复合材料的力学性能逐步增大;氧化石墨烯的添加量为2.0g时,复合材料的耐磨性能最好,熔体法和乳液法制备复合材料的磨耗指数分别为197.8%和211.8%。     

四川大学石墨烯橡胶纳米复合材料研究获突破

<正>2015年11月,四川大学在石墨烯橡胶纳米复合材料领域获得新突破,成功制备了含均匀分散石墨烯和石墨烯隔离网络的橡胶纳米复合材料。四川大学依托国家级高分子材料与工程国际联合研究中心平台,与意大利研究机构在石墨烯复合材料研究方面确立了国际合作项目,针对石墨烯在聚合物基体中难以分散、聚合物石墨烯复合材料难以规模化制备等技术难题,建立聚合物/石墨烯复合材料制备和加工新技术,提出了超声剥离、胶乳混合及原位还原新方法,制备了含均匀分散石墨烯和石墨烯隔离网络的橡胶     

氧化石墨烯与白炭黑并用填充丁苯橡胶纳米复合材料的性能

采用乳液共混与机械剪切法制备氧化石墨烯/白炭黑/丁苯橡胶纳米复合材料,并对其综合性能进行研究。结果表明:两种并用填料在橡胶基体中均能达到纳米级分散,且白炭黑粒子填补了氧化石墨烯片层间的空隙。氧化石墨烯的加入延长了复合材料的正硫化时间,改变了其交联密度。氧化石墨烯等量替代白炭黑,可以提高橡胶基体中填料的有效体积分数,改善复合材料的物理性能和动态力学性能。氧化石墨烯的加入使复合材料的耐磨性能显著提高。与白炭黑填充相比,氧化石墨烯/白炭黑填充复合材料的60℃时损耗因子有所降低,能进一步降低滚动阻力,但其0℃的损耗因子也呈现降低趋势,对复合材料抗湿滑性能不利。     

改性石墨烯/溴化丁基橡胶纳米复合材料的制备、表征及性能（英文）

以天然石墨为原料通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,并用十八烷基胺对氧化石墨烯进行了改性。X射线衍射分析结果表明,石墨烯分散成了单片层结构并成功接枝十八烷基胺。采用溶液共混法制备了溴化丁基橡胶/氧化石墨烯接枝十八胺复合材料,对该复合材料断面微观形态的观察分析未发现存在堆积的石墨烯,表明改性后的石墨烯在溴化丁基橡胶中得到了较好的分散。实验表明,加入了1.5份(质量)氧化石墨烯接枝十八烷基胺溴化丁基橡胶的拉伸强度从纯溴化丁基橡胶的2.89 MPa增大到6.67 MPa,提高了130%;扯断伸长率从680%增大到1 074%,提高了57.4%。     

改性石墨烯/硅橡胶复合材料的力学性能

采用氧化还原法、以杨树叶为原料制备石墨烯,用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯进行改性以制备改性石墨烯。通过机械共混法制备了改性石墨烯/硅橡胶复合材料,研究了改性石墨烯对硅橡胶力学性能的影响。结果表明,与未改性石墨烯相比,改性石墨烯可以在硅橡胶中更好地分散。当加入0. 1份(质量)改性石墨烯时,改性石墨烯/硅橡胶复合材料的力学性能最好,拉伸强度和扯断伸长率比石墨烯/硅橡胶复合材料分别提高了36. 2%和19. 4%,耐磨性能提高了57. 1%。     

CS/GO复合材料性能及其表征

采用液相法制备石墨烯/壳聚糖复合材料,将石墨烯按不同比例加入到百分比为2%(质量分数)的壳聚糖醋酸溶液中,用磁力搅拌6 h后再用超声处理20 min,使氧化石墨烯分散均匀,脱泡,将混合液倒在器皿内放在鼓风机中室温下烘干,即可得到比例为石墨烯含量为0.5%,1%,2%,3%,4%(质量分数)氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料膜。利用做好的复合材料膜样品进行TG、红外、DSC、XRD、力学性能测试。结果表明:石墨烯加入到壳聚糖中表现出复合材料的热稳定性明显提高。其符合材料的熔点相对于纯CS也有明显提高。随着石墨烯的逐渐加入,CS/GO复合材料Tg也会增加。与纯壳聚糖和氧化石墨烯相比,在壳聚糖/氧化石墨烯纳米复合材料的光谱中,在1 550 cm-1处的—NH2吸收振动和在1 730 cm-1处的属于羧基的C=O伸缩振动两个峰都消失。石墨烯通过超声波处理,彻底剥离,形成单片层的石墨烯,在壳聚糖基体中分散良好。随着石墨烯含量的增加,CS/GO复合材料的杨氏模量和拉伸强度有明显的改善。但另一方面,在一定程度上使复合材料的断裂伸长率和韧性降低。