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文档简介

1、石墨烯及其聚合物复合材料,新强化石墨烯什么是石墨烯?2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈耶姆和科斯泰诺沃罗诺夫用微机械剥离法制备并观察了单层石墨烯。石墨烯因其独特的结构和优异的性能很快赢得了科学界的青睐,并获得了2010年诺贝尔物理学奖。完美的石墨烯是二维的,由六边形细胞组成。厚度:0.34纳米,石墨烯结构,优异的增强性,石墨烯的优点,极强的机械性能:拉伸模量1.01兆帕,极限强度116兆帕,优异的导电性,室温下载流子迁移率是硅的100倍,热导率3000-5000瓦/千卡。比表面积为2630平方米/克,石墨烯的制备方法如下:用机械剥离法用机械力从石墨晶体表面剥离石墨烯片,用碳化硅法加

2、热单晶碳化硅去除硅石墨烯片在单晶(0001)表面分解,通过热膨胀法用微波加热厚度为30um的石墨鳞片,从而将纳米石墨片化学合成六苯并口(HBC)。然后在三氯化铁或铜(OTf)2-三氯化铝的作用下进行环化脱氢,得到更大平面的石墨烯。,前言,太阳能电池导线触摸面板发光二极管照明薄膜显示薄膜电池重定义一切,氧化石墨烯复合材料,常用聚合物基体:聚苯乙烯,聚苯胺等。想法:用强质子酸处理生石墨,然后加入强氧化剂氧化(结构为准二维层状结构,夹层含有羟基和羧基等活性基团)。直接插层法是利用溶剂或机械剪切等物理作用将聚合物分子插入层状结构的氧化石墨烯中,形成纳米聚合物材料。通过聚合插层法预混合后,加入引发剂引发

3、聚合,热处理得到复合材料。非共价修饰、主客体相互作用、范德华力、氢键、配位键、静电力堆积作用、静电力和静电力是制备石墨烯复合材料的方便手段。反应式:石墨烯的羧基含有胺。苯乙烯石墨烯聚苯乙烯复合材料静电作用。肽-石墨烯的核壳结构经过高温处理后,石墨烯的壳结构得以保留,具有很好的导电性。传统的自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)、单电子转移自由基聚合(SET-LRP)、可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFTRAFT)、开环聚合(ROP)、氧化还原聚合和共价修饰方法,其中氧化石墨烯的Ce (IV)和羟基作为氧化还原剂将聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)和聚甲基丙烯酸接枝到石墨烯表面。温度和

4、氧化还原引发剂浓度对接枝效率的影响:当氧化石墨烯接枝少量聚合物时,复合材料的插层结构接枝有更多的聚合物剥离结构。复合材料的层间间距随着接枝率的增加而增加。优点:聚合温度低,聚合速度快,氧化还原聚合,石墨烯及其聚合物复合材料的优异性能,1导电性:石墨烯是最著名的导电性材料,是已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的两倍,是商用硅片迁移率的10倍以上。聚烯烃、乙烯基和丙烯酸聚合物、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、天然和合成橡胶。它广泛应用于电磁屏蔽、抗静电涂料、导电涂料等领域。其中,超级电容器是目前研究者比较关注的领域。2导热性:石墨烯比碳纳米管具有更好的导热性。用于小型化电子元件、导热涂层和热驱动形状

5、记忆聚合物的热管理。目前,使用石墨烯片GNP来提高其复合材料导热性的聚合物包括:环氧树脂和石蜡。3机械性能:石墨烯被认为是目前世界上强度最高的物质,添加石墨烯可以增强聚合物的机械性能(一方面,它是由石墨烯片的长度决定的,而不是完全扩展的比表面积,另一方面,粒子在熔化过程中可能会聚集)。4热性质:石墨烯的加入也会影响聚合物的玻璃化转变温度和结晶动力学(因为在加入石墨后,)渗透性:不完美的石墨烯不能渗透所有气体分子。(石墨烯添加到聚合物中可以形成大面积的隔膜,其阻气性能优于单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或碳纤维。未来与展望石墨烯的研究不断升温,使得石墨烯/聚合物复合材料受到广泛关注。其应用领域涵盖导电塑料、电极材料、航空材料、催化剂载体等诸多方面,抗静电薄膜、超

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