四川石墨烯復合材料改性

來源: 發(fā)布時間:2025-08-31

在橡膠類體系中,需要同時兼顧材料的強度與韌性,因此對GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過將GO與橡膠分子交聯(lián),或對GO改性,增強其對橡膠分子的親和性來實現(xiàn)47,48。Liu等42以極性XNBR為載體,將GO轉移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合,然后將其加入到SBR膠乳中,再進行膠乳共凝聚。用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對填料在SBR基體中的分散進行了表征并研究了納米復合材料的力學性能。研究發(fā)現(xiàn),XNBR可以通過氫鍵與GO相互作用,并與SBR形成化學交聯(lián)。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集,改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了XNBR對GO和SBR相互作用的影響。氧化石墨烯分散液為棕黑色溶液。四川石墨烯復合材料改性

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目前鋰離子電池的負極材料以石墨為主,現(xiàn)階段幾乎達到其理論容量值,因此高容量負極材料引起了當前鋰離子電池中的研究熱點。負極材料,應該具有良好的鋰離子和電子傳輸能力。石墨烯表面可以存儲鋰離子,具有高的電子遷移能力。與此同時石墨烯作為負極材料還可以縮短鋰離子的傳輸路徑。Bulusheva等將氧化石墨烯置于濃硫酸中加熱,之后在惰性氣體中進行高溫煅燒得到表面有2-5nm孔的石墨烯,該石墨烯材料具有良好的倍率性能[2]。Jiang等將氧化石墨烯水熱處理后再通過強堿制備得到多孔石墨烯,在0.05C倍率下首圈放電容量可達到2207mAhg-1;在高倍率5C下容量可達到220mAhg-1[3]。華南理工大學的Lian等[4]將氧化石墨烯置于高溫煅燒爐中在惰性氣體的保護下還原得到層數(shù)少、缺陷少、雜質少的高質量石墨烯,并將其用作鋰離子電池負極材料。全國新型石墨烯復合材料銷售廠石墨烯適用于鋰離子電池正負極材料導電添加劑,可有效提高電池能量,改善循環(huán)壽命和倍率性能。

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用油胺與十八胺對GO進行改性,然后將其與丁苯橡膠(SBR)溶液混合均勻,然后共凝聚制得改性GO-SBR復合材料。無論在玻璃態(tài)和橡膠態(tài),改性的GO-SBR與純GO-SBR相比儲能模量均大幅提高;25°C時,7wt.%油胺改性GO和7wt.%十八胺改性GO分別使橡膠儲能模量提高了67%和39%。這其中主要的原因是胺基改性的GO相比于純GO在SBR中分散性更好,且與橡膠界面作用更強。兩種胺之間的性能區(qū)別主要是油胺含有雙鍵,在硫化過程中可以與橡膠交聯(lián),從而進一步提高橡膠性能43。同樣的現(xiàn)象在丁二烯-苯乙烯-乙烯基吡啶橡膠(VPR)中也被觀察到。在VPR中添加3.6vol.%的胺基改性GO,可以使復合材料的玻璃態(tài)模量提高21倍,橡膠態(tài)模量提高7.5倍,拉伸強度提高3.5倍

利用GO提升復合材料的力學性能是GO一個主要應用場景,其中的關鍵是提高GO在復合材料中的分散性和調控GO與高分子基體間的相互作用38。一般而言,加入GO可以***增強復合材料的強度與韌性,且GO與高分子基體相容性越好,增***果越明顯;反之則效果降低,甚至會降低材料的韌性。尤其是rGO由于官能團較少,加入復合材料中通常在增強材料強度的同時降低韌性。不同的添加方式會導致不同的效果。原位聚合的方法既可以提高GO在高分子基體中的分散性,又能保證GO與高分子基體之間較好的化學鍵合;溶液共混法制備的復合材料中,GO分散性較好,但界面較難調控;熔融共混法中GO較難分散并不容易控制界面,得到的復合材料性能不易控制。石墨烯含有豐富的官能團,易于分散。

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Li等人58制備了氧化石墨烯/SBS復合材料,結果發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯在基體中具有良好的分散性,并且氧化石墨烯和基體之間的界面作用很強,從而在還原后提高了復合材料的導電性,其導電滲流閾值低至0.12vo1.%。陳翔峰等人59制備了氧化石墨烯/丙烯腈苯乙烯導電復合材料,發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯的徑厚比對復合材料的體積電阻率有很大影響,徑厚比大能夠使其在基體中更易形成導電網(wǎng)絡,從而降低復合材料的電阻率。此外,不同的加工的方式也會導致材料性能差異。氧化石墨烯易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。常州導熱石墨烯復合材料有哪些

氧化石墨烯濾餅(SE2430W、SE243PW、SE243EW)。四川石墨烯復合材料改性

利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導電復合材料,結果發(fā)現(xiàn)當石墨烯含量為2wt.%時,復合材料的導電率達到比較高2.9x10-2s/cm,作者認為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導電網(wǎng)絡。用格氏試劑將GO表面的羥基、環(huán)氧基和羧基格氏化,然后與TiCl4反應可制備Ziegler-Natta催化劑。利用改性過的催化劑,原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO(PP-g-GO)復合材料11。該復合材料在PP樹脂中可均勻分散,減少了GO在PP中的團聚。PP-g-GO在高溫(190°C)加工過程中,GO被初步還原,從而提高了復合材料的導電性。通過這種原位聚合的方式,1.52wt.%的GO添加量即可使復合材料達到導靜電的水平(10-6S/m)。四川石墨烯復合材料改性