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。     

石墨烯改性聚硫醚密封剂的制备及其耐老化性能研究

将适量的石墨烯分散于聚硫醚密封剂中,制备出石墨烯改性聚硫醚密封剂材料。通过耐介质和耐热空气老化试验,考察了石墨烯对密封剂材料力学性能及耐老化性能的影响,并对其机理进行讨论。研究结果表明:当石墨烯添加量为2份时,可以显著提高聚硫醚密封剂常温硫化及耐介质、耐热空气老化试验后的力学性能。同时,耐湿热试验表明,石墨烯改性聚硫醚密封剂具有良好的耐湿热性能,与无石墨烯密封剂配方相比,石墨烯改性聚硫醚密封剂耐湿热试验后力学性能保持率更高。     

超声辅助原位聚合聚吡咯/石墨烯纳米复合材料的制备及其性能研究

利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用以及吡咯单体与石墨烯的π-π相互作用,在实现石墨烯均匀分散的同时,使吡咯单体在石墨烯表面进行原位聚合反应,制备出聚吡咯/石墨烯(PPy/RGO)纳米复合材料。运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对PPy/RGO纳米复合材料的表面特性、化学组成及结构等进行了表征。在此基础上,研究了制备过程中的各种因素(如氧化剂、反应温度、石墨烯含量等)对PPy/RGO纳米复合材料产率及导电性能的影响。并采用热重分析(TGA)和导电测试分析了石墨烯含量对其热稳定性及电导率的影响。     

石墨烯/聚酰亚胺复合材料研究进展

综述了近年来石墨烯/聚酰亚胺(GNS/PI)复合材料的研究进展,重点探讨了GNS/PI复合材料的制备方法(包括溶液插层法和原位聚合法)、石墨烯的改性以及改性石墨烯/聚酰亚胺(FGS/PI)复合材料的性能(包括力学、热学、电学等性能),最后对GNS/PI复合材料的未来发展趋势和应用前景进行了预测和展望,主要包括GNS/PI复合材料在多元复合体系中的应用和其他新颖应用方向。     

GO-PET的结晶性能研究

通过原位聚合法制备氧化石墨烯-聚对苯二甲酸乙二醇酯(GO-PET)改性树脂。采用X射线衍射仪、热台偏光显微镜对改性树脂的晶型结构、结晶形态、等温结晶性能等展开研究,分析氧化石墨烯对PET结晶性能的影响。     

石墨烯用量对天然橡胶/反式聚异戊二烯复合材料性能的影响

以石墨烯代替部分炭黑制备了天然橡胶(NR)/反式聚异戊二烯(TPI)复合材料,研究了石墨烯用量对NR/TPI复合材料硫化特性、微观结构、力学性能、耐老化性能、耐伸张疲劳性能、耐磨性能及动态力学性能的影响。结果表明,加入石墨烯降低了NR/TPI复合材料的交联密度、邵尔A硬度和耐老化性能;3份石墨烯提高了材料的拉伸强度和撕裂强度;加入3份或5份石墨烯均可在改善材料的耐伸张疲劳性能、耐磨性能和抗湿滑性能的同时,降低其滚动阻力;3份石墨烯在改善材料的抗湿滑性能方面效果更明显,5份石墨烯在降低材料的滚动阻力方面效果更明显。     

石墨烯与氧化石墨烯增强富锌环氧涂层防腐性能的研究

研究了三种不同锌粉含量的富锌环氧底漆的腐性能,包括厚度、硬度、附着力等物理测试,比较了这三种不同锌粉含量的耐盐雾性能的差异。从而在这三种不同锌粉含量的环氧漆中选择出一种,用以进行后续的实验研究。其次,我们研究了氧化石墨烯(GO)增强富锌环氧涂层的防腐性能,包括物理性能的测试、电化学性能的测试和耐中性盐雾测试。最后,我们研究了石墨烯(G)增强富锌环氧涂层的防腐性能,同样对添加石墨烯的复合涂层进行了物理测试、电化学测试和耐中性盐雾测试。并对氧化石墨烯/富锌环氧复合涂层(GO/Zn)和石墨烯/富锌环氧复合涂层(G/Zn)的防腐性能进行了对比。发现,添加石墨烯的复合涂层(G/Zn)性能比添加氧化石墨烯的复合涂层(GO/Zn)好,且在石墨烯含量为1%时防腐性能最好。     

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层的机械性能与防腐性研究

采用改进Hummers法合成氧化石墨烯,经旋涂制备氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层。利用原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FT-IR)表征氧化石墨烯;测定了复合涂层的机械性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌;同时测试了复合涂层的防腐性能。结果表明,氧化石墨烯片层为单层且含有大量含氧官能团;复合涂层的机械性能和防腐性能都随氧化石墨烯含量的增加呈现先增后减的趋势。当氧化石墨烯含量为0.5%时,复合涂层的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值(分别为83.63 MPa和389%),分别比纯聚偏氟乙烯膜高25%和31%;同时复合涂层的防腐性能最佳,比纯聚偏氟乙烯涂层的阻抗模值高1.4个数量级。     

石墨烯对PMMA改性材料热稳定性能的影响

研究了氧化石墨烯和石墨烯对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料热稳定性能的影响。采用氧化还原法制备石墨烯,通过浇铸、熔融密炼、模压法制取试验样品;通过电子扫描电镜(SEM)观察试样分散态形貌,采用热分析(TG)研究试样的热降解性能,并利用燃烧法观察试样的宏观燃烧行为。结果显示,氧化石墨烯、石墨烯对PMMA的燃烧行为、热释放速率具有明显的影响。分别添加0.1%(质量份)的氧化石墨烯和石墨烯后,PMMA/石墨烯的半寿温度(失重50%的温度)与纯PMMA相当,而终止温度(最大失重点温度)提高了5℃,PMMA/氧化石墨烯的半寿温度和终止温度分别提高了8和10℃。     

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其光催化性能

以苯胺和氧化石墨烯溶液为原料,采用乳液聚合法,根据m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)为0∶10、1∶20和1∶10合成不同石墨烯/聚苯胺复合材料。采用紫外可见分光光度计、SEM、XRD及FT-IR对复合材料进行表征。XDR和FT-IR表明,乳液聚合合成了石墨烯/聚苯胺复合材料。SEM表明,聚苯胺以氧化石墨烯为载体,分散在其表面。光催化结果表明,石墨烯/聚苯胺复合材料的光催化性能较纯聚苯胺明显提高,m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)=1∶20的石墨烯/聚苯胺复合材料的光催化性能高于m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)=1∶10,原因可能在于微观结构的不同。     

分散剂对石墨烯水泥基复合材料压敏性能的影响研究

石墨烯能显著改善水泥基复合材料的压敏性能,而分散剂是影响石墨烯分散以及复合材料性能的关键因素。本文通过紫外分光光度仪、超景深显微镜、激光粒度仪及Zeta电位测试,研究了聚羧酸减水剂(PCE)、聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(TW-20)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)4种分散剂对石墨烯分散性能的影响,并通过直流二电极、直流四电极和交流二电极测试研究了4种分散剂对石墨烯水泥基复合材料导电性能和压敏性能的影响。结果表明:在去离子水和水泥孔溶液中,PCE由于静电斥力和空间位阻的协同作用,对石墨烯具有良好的分散性;而在水泥孔溶液中,TW-20、SDS、SDBS与Ca²⁺之间的络合作用导致分散效率显著下降。石墨烯水泥基复合材料的导电和压敏性能与石墨烯在水泥基体中的分散性密切相关,掺PCE的石墨烯水泥基复合材料的电阻率最小,压敏性能最优。另外,SDS、SDBS的引气作用也会影响水泥基体的孔结构,导致电阻率增大,压敏性变差。     

聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

分别采用物理球磨混合法、化学原位聚合法和化学原位聚合-还原法制备了聚吡咯/氧化石墨烯混合物、聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(PPy/RGO)复合材料。通过三电极测试其电化学性能(循环伏安、恒流充放电和交流阻抗)。结果表明,通过化学原位聚合法制备的PPy/GO(304. 5 F/g)比电容远高于物理混合(16 F/g)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(126. 4 F/g)。化学法原位聚合法制备PPy/GO最佳条件是冰浴条件下和加入表面活性剂对羟基苯磺酸钠。并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对化学原位制备的PPy/GO组成、结构和形貌进行了表征。     

石墨烯/PET复合材料的化学性能研究

石墨烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料在导电性、耐热性、尺寸稳定性和刚性方面具有很大的优势,属于一种高性能、新用途的复合材料。主要对石墨烯/PET复合材料的发展和化学性能进行了阐述。     

导电聚合物/石墨烯复合材料在防腐涂料中的研究进展

综述了聚苯胺和聚吡咯基导电聚合物与石墨烯、氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rRO)所形成的复合防腐材料的制备工艺及其在金属防腐涂料领域的应用,并分析总结了现有复合防腐材料的防腐机理,同时对未来导电聚合物/石墨烯复合防腐材料的发展进行了展望。具有良好环境稳定性的聚噻吩基石墨烯复合防腐材料将是今后研究的主题。     

催化剂制备与研究 石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其光催化性能

以苯胺和氧化石墨烯溶液为原料,采用乳液聚合法,根据m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)为0∶10、1∶20和1∶10合成不同石墨烯/聚苯胺复合材料。采用紫外可见分光光度计、SEM、XRD及FT-IR对复合材料进行表征。XDR和FT-IR表明,乳液聚合合成了石墨烯/聚苯胺复合材料。SEM表明,聚苯胺以氧化石墨烯为载体,分散在其表面。光催化结果表明,石墨烯/聚苯胺复合材料的光催化性能较纯聚苯胺明显提高,m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)=1∶20的石墨烯/聚苯胺复合材料的光催化性能高于m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)=1∶10,原因可能在于微观结构的不同。     

石墨烯/异山梨醇改性PET聚酯的制备与性能

将石墨烯(Gr)与精对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、异山梨醇(IS)进行共缩聚,制备出了石墨烯/异山梨醇改性PET聚酯(Gr-PEIST),研究了石墨烯对改性PET聚酯的晶型和结构的影响,并对改性PET聚酯的热性能、阻隔性能进行表征。结果表明:石墨烯的加入使改性PET聚酯热稳定性和结晶温度以及结晶速率提高,石墨烯/异山梨醇对改性PET聚酯的玻璃化温度和阻隔性能有所提升。但石墨烯对改性PET聚酯的晶型和结构无影响。     

石墨烯对聚天门冬氨酸酯底面合一涂层性能的改善

将石墨烯添加在聚天门冬氨酸酯涂料配方中,通过测试拉拔附着力、耐盐雾性能及电化学交流阻抗,研究了石墨烯对聚天门冬氨酸酯涂层性能的影响。结果表明,添加1%的石墨烯粉末,可改善聚天门冬氨酸酯底面合一涂层的附着力及盐雾性能,电化学阻抗值在30 d内基本保持不变。     

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/聚偏氟乙烯复合膜研究

采用Hummers法合成氧化石墨,通过超声分散法获得氧化石墨烯,并使用溶剂蒸发法制备了氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜。采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)以及X射线衍射(XRD)对氧化石墨烯的形貌和结构进行分析,对复合膜进行扫描电子显微镜(SEM)、机械性能以及导热系数的分析测定。结果表明,本实验中制备的氧化石墨烯含有大量的含氧基团;氧化石墨烯能够均匀的分散在复合膜中,并且会增加复合膜的机械性能和导热性能。复合膜的导热系数随w(氧化石墨烯)的增加而呈现先增大后减小的趋势,当w(氧化石墨烯)为0.4%时,导热系数达到最大值。     

季铵盐化氧化石墨烯复合磺化聚磷腈质子交换膜的制备与表征

制备了一系列含有季铵盐化氧化石墨烯(QGO)的磺化聚磷腈类复合质子交换膜。通过对复合膜的稳定性能和电化学性能测试发现,复合膜(SP-x-QGO)的吸水率和溶胀度都低于纯磺化聚磷腈膜(SPFPP)。复合膜具有较好的抗氧化性能;复合膜SP-3-QGO在80℃完全吸水条件下的质子传导率为0.092 S/cm。结果表明,季铵盐化的氧化石墨烯(QGO)复合磺化聚磷腈类质子交换膜(SP-x-QGO)在燃料电池领域具有很大的发展前景。