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。     

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%。     

原位自由基聚合法氧化石墨烯接枝聚氨酯的制备及其对EVA的改性研究

采用硅烷偶联剂KH570功能化氧化石墨烯(GO),再通过原位自由基聚合法在GO表面接枝聚氨酯(PU),得到GO接枝PU(GO-g-PU)复合纳米片,以其对乙烯-乙酸乙烯酯无规共聚物(EVA)进行改性。结果表明:GO-g-PU复合纳米片能均匀分散在EVA基体中,GO-g-PU/EVA纳米复合材料的物理性能与热稳定性能均优于EVA和GO/EVA复合材料。     

自组装ANFs/GO复合薄膜的结构与纳米压痕力学性能

将氧化石墨烯(GO)在氢氧化钾/二甲基亚砜中分散并与对位芳纶聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚阴离子分散液混合得到稳定分散的复合分散液,将该复合分散液通过去离子水处理并利用自组装方法制备由直径为40 nm左右的高长径比芳纶纳米纤维(ANFs)和表面无羧基、羟基含量相对增多的部分脱氧GO(DGO)组成的复合薄膜。对系列复合薄膜进行电子显微镜观察和光谱学分析发现ANFs与DGO间通过氢键和π–π堆叠相互作用紧密结合形成多层结构。采用纳米压痕技术测试旋涂自组装方法制备的薄膜的微观力学性能,发现薄膜弹性模量和纳米硬度在GO用量为PPTA质量的1.5%时,分别达到了32 GPa和1.5 GPa,较未加GO的ANFs提升了104%和87.5%,表明ANFs与GO形成的DGO之间具有较强的协同增强作用。这种具有高硬度、高弹性模量的新型复合材料有望在个体防护、船壳材料、航空航天等领域发挥重要作用。     

聚乳酸／功能化石墨烯纳米复合薄膜的制备与性能

以十八烷基胺修饰氧化石墨烯(GO–ODA)为纳米填料,通过溶液铸膜法制备了聚乳酸(PLA)／GO–ODA纳米复合薄膜。用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对GO–ODA及纳米复合薄膜的化学结构及形貌进行了表征,并对纳米复合薄膜的拉伸性能、热稳定性和透氧率进行了测试。结果表明,GO–ODA与PLA具有良好的相容性,可均匀分散于PLA基体中,对PLA膜起到增韧增强的效果,同时GO–ODA的加入使PLA的热稳定性和氧气阻隔性均有所提高。     

蒙脱石有机化对PVA/蒙脱石复合薄膜的性能影响

以精制钠基蒙脱石(Na-MMT)、有机化蒙脱石(OMMT)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过水溶液插层-流延成膜法制备纳米复合薄膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对复合材料的结构和性能进行表征,重点探讨蒙脱石有机化对PVA/MMT复合薄膜性能的影响。结果表明Na-MMT和OMMT纳米颗粒在PVA基体中均得到了良好分散;有机改性剂的存在促使PVA/MMT复合薄膜的MMT片层间距扩撑更大,但由于其与PVA相容性较差,导致有效插入MMT片层间的PVA分子较少,PVA/MMT复合薄膜的热稳定性改善效果不明显。     

氧化石墨烯/羧基丁腈橡胶纳米复合材料的制备及其耐有机溶剂渗透性能的研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,并以聚乙烯亚胺为“桥接分子”制备GO/羧基丁腈橡胶（XNBR）纳米复合材料,考察GO/XNBR纳米复合材料的微观形貌、力学性能和耐有机溶剂渗透性能。结果表明：GO与XNBR基体结合良好且分散均匀;GO/XNBR纳米复合材料的拉伸强度由纯XNBR胶料的3.9 MPa提高到7.2 MPa(GO用量为0.7份),提高了约1.8倍;随着GO用量增大,GO/XNBR纳米复合材料对有机溶剂的耐渗透时间明显延长。     

GO/Ag纳米复合颗粒的制备及其抗菌性能的研究

采用了改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并使用绿色环保的还原剂葡萄糖还原银氨溶液中的银氨离子,在没有分散剂的情况下,制备了氧化石墨烯/银纳米复合颗粒(GO/Ag)材料。各项材料学表征表明,制备的GO/Ag纳米复合颗粒中的银纳米粒子在GO片层中分布均匀,没有出现团聚的现象,粒径几乎均一,为40 nm左右。在以金黄色葡萄球菌为模型的抗菌实验中发现,GO/Ag纳米复合颗粒具有很强的杀菌效果,且对金黄色葡萄球菌的抑制性要明显强于GO。     

聚氨酯/还原氧化石墨烯聚对苯二胺薄膜的制备与性能

采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,并在其表面原位聚合聚对苯二胺(PPDA),再经水合肼还原得到还原氧化石墨烯聚对苯二胺(RGO-PPDA)复合体,并用其改性热塑性聚氨酯(TPU)薄膜,最终通过溶液涂膜制得TPU/RGO-PPDA复合薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪对RGO-PPDA纳米复合体进行表征,并利用氧气透过仪、高阻计对TPU/RGO-PPDA复合薄膜的性能进行测试,并与TPU/GO-PPDA复合薄膜性能进行对比。结果表明,GO上原位聚合PPDA,显著改善了GO的亲油性,这有利于GO在氮氮二甲基甲酰胺(DMF)中的分散,进而有利于实现在TPU基体中的均匀分散;当RGO-PPDA含量为0.8 %(质量分数,下同)时,TPU/RGO-PPDA复合薄膜的氧气透过率降低了73.28 %,导电性能提升了8个数量级,表现出良好的阻隔抗静电性能。     

纳米二氧化硅/氧化石墨烯复合物对普通硅酸盐水泥力学性能的影响

氧化石墨烯(GO)在水泥中的分散性较差,限制了其提高水泥基复合材料性能。采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅/氧化石墨烯复合物(GOS),在模拟的水泥孔隙溶液中对比了GO和GOS的分散稳定性;同时,制备了添加纳米片的水泥浆体,研究了GO和GOS对其力学性能的影响。结果表明:GOS在水泥环境中的分散稳定性明显优于GO;与对照组相比,GO/水泥基复合材料的28 d抗折和抗压强度分别提高了20.48%和13.14%,而GOS/水泥基复合材料分别提高了35.42%和23.90%。微观分析表明,GO/水泥基复合材料内部形成花状水化晶体,GOS/水泥基复合材料内部的水化晶体彼此交联,结构致密,降低了水泥脆性,提高了韧性。