福建新型石墨烯復合材料產品介紹

隨著工業(yè)生產和科學技術的發(fā)展,人們對導電材料提出了更新、更高的要求。目前,導電高分子材料的研究主要集中在碳系導電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨特的結構對改善聚合物的力學性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學氣相沉積法[2,3]、外延生長法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產率高等特點,有望成為規(guī)?；苽銰NS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復合材料,發(fā)現GNS能均勻地分散到UHMWPE基體中;同時研究了GNS/UHMWPE復合材料的室溫導電行為和阻-溫特性。石墨烯抗靜電阻燃復合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能。福建新型石墨烯復合材料產品介紹

使用高阻隔性能高分子薄膜，可防止由于氧氣等氣體的滲透而引起的微生物繁殖和封裝內容的氧化；防止香味、溶劑等的流出，提高內容物的儲存性。所以提高薄膜阻隔性能十分有必要，市場需求量巨大。高阻隔性包裝材料如乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等與氧化石墨烯復合，可使復合材料的阻隔性能得到進一步提升。Wu等45人報道了表面活性官能化的氧化石墨烯（SGO）與雙（三乙氧基硅丙基）四硫化物（BTESPT）作為天然橡膠（NR）的多功能納米填料的研究結果。作者通過簡單的方法成功地將BtTPT分子接枝到氧化石墨烯的表面上，得到的SGO可以通過溶液混合在NR中實現精細分散。研究發(fā)現，在低填充量下，SGO***的改善了NR的氣體阻隔性能。圖5.5顯示了在25°C處測量的SGO/NR納米復合材料（P）的透氣性。將其與未填充NR（P0）進行比較，P/P0的值作為SGO加載量的函數進行了表示。很明顯，當SGO含量為0.3wt.%時，P/P0急劇下降至52%，此后緩慢下降。因此，0.3wt.%的SGO可與16.7%的粘土添加效果相媲美，大幅度改善NR的氣體阻隔性能。全國合成石墨烯復合材料價格玻纖增強復合材料具有優(yōu)異的力學與耐磨性能。

對氧化石墨烯的化學還原早在1962年就有過文獻報道，Boehm等人發(fā)現片層氧化石墨能在堿性，水合肼，硫化氫或二價鐵離子的條件下還原成只含少量H和O的碳納米片層[49]。2007年，Ruoff等人系統(tǒng)的研究了水合肼對氧化石墨烯的還原，他們先將氧化石墨在水中進行超聲剝離得到穩(wěn)定分散的氧化石墨烯水溶液，再加入水合肼，并在80°C左右回流，發(fā)現隨著反應的進行，許多黑色固體顆粒從溶液體系中沉淀下來。說明隨著含氧基團的離去，石墨烯片層間的π-π共軛作用增強致使石墨烯在水中發(fā)生了不可逆的團聚[89]。這種團聚現象可以通過對氧化石墨烯的表面修飾得到控制，比如，Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）后再進行還原，由于PSS與石墨烯的非共價作用，抑制了石墨烯的團聚，得到了穩(wěn)定的單層石墨烯溶液[90]。隨后，各種表面活性劑[91]，共軛聚合物[92,93]，共軛小分子[94,95]等也被用來非共價修飾還原石墨烯。還原氧化石墨烯之前對之進行共價改性也能抑制石墨烯的團聚，如Ruoff等人先用異氰酸苯酯對氧化石墨烯改性，再用二甲肼還原，同樣得到穩(wěn)定的石墨烯溶液[96]。用聚合物對氧化石墨烯進行共價改性后再還原也是目前常用的制備可溶性石墨烯的方法。

單純的導電聚合物在充放電循環(huán)的過程中通常穩(wěn)定性較差，使得其在電容器電極等方面的應用受到了限制，開發(fā)具有優(yōu)異導電性能的復合材料勢在必行。石墨烯和導電聚合物共軛結構的相互作用可以增強基體導電性，同時又可以實現結構的增強。因此，導電聚合物與氧化石墨烯的復合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電，但是在高分子加工過程中GO可以部分還原，而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果。常州第六元素擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列產品。

在非導電聚合物基體中加入導電填料通常能使聚合物表現出一定的導電性，而且聚合物導電性隨著填料含量的增加呈現出一種非線性的提高。當在填料添加量達到某一個數值，即逾滲閾值時，這些填料能在基體中形成導電網絡，使復合材料的導電性能大幅度增強。因此，石墨烯本身良好的導電性以及寬高比決定了它可以作為一種理想的無機相來制備導電復合材料。相比于對石墨烯基復合材料導電性能的研究，對聚合物/石墨烯復合材料導熱性能的研究要少很多，這可能是由于在碳納米管增加聚合物導熱性能的研究中效果不甚理想的緣故。不同于導電性的增強，好的導熱性需要很強聚合物與填料之間的結合力。因此，原位聚合法在制備導熱性能良好的復合材料時具有一定的優(yōu)勢。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團。全國導電石墨烯復合材料廠家報價

氧化石墨烯分散液可與復合材料進行原位復配，從而賦予復合材料導電、導熱、增強、阻燃、抑菌等性能。福建新型石墨烯復合材料產品介紹

聚合物太陽能電池常采用氧化銦錫（ITO）作為透明導電電極。其中ITO成本較高，機械穩(wěn)定性較差，即使在很小的外界機械應力作用下ITO膜也易產生微裂紋導致膜電阻增加，從而使光電器件的性能下降。石墨烯優(yōu)異的光學性能和機械強度及韌性，使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應用潛力[97]。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜，然后在700℃下用肼蒸汽還原，所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104Ω／sq，電導率為22.3S／cm，將其在有機光伏電池中（OPVs）作為透明電極，所得器件的功率轉換效率為0.13%。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機光伏電池，還可以用于其他光學器件，例如平板顯示器等。Zhang等[99]對氧化石墨烯進行950℃熱還原，再使用標準工業(yè)光刻以及O2等離子體蝕刻工藝對還原的石墨烯薄膜進行精確可控地刻蝕，制備了石墨烯網狀透明電極（GME），提高了電極的透光率。福建新型石墨烯復合材料產品介紹