atedpolyimidePI和硅橡胶silico
erubberSR。聚合物石墨烯纳米复合材料的制备方法主要有以下几种
231原位插层聚合反应
原位插层聚合反应的原理是先将石墨烯或改性石墨烯分散在液态聚合物单
体中。加入合适的引发剂使其均匀分散然后通过加热或辐射引发聚合。许多纳米复合材料通过此法制备如聚甲基丙烯酸甲酯膨胀石墨聚磺苯乙烯层状双氢氧化物聚酰亚胺层状双氢氧化物聚对苯二甲酸乙二醇酯层状双氢氧化物等。水性聚氨酯WPU和功能化石墨烯FGS复合材料采用原位聚合法制备FGS能很好地分散在WPU基体中。Lee等报道了FGS提高WPU的导电率效果与碳纳米管相同。热性能分析可知纳米复合材料中的FGS还可以提高WPU柔性链段的熔融温度和熔解热。然而随着FGS添加量的增加纳米复合材料的结晶度降低。Lia
g等通过原位聚合制备了环氧树脂石墨烯复合材料对其电磁干扰屏蔽进行测试。环氧树脂石墨烯复合材料的直流导电性在渗流阈值范围内符合临界现象。这归因于石墨烯片层高的长宽比和在环氧树脂基体中的均一分散。在整个频率范围内电磁干扰效果随着石墨烯添加量的增加而增加这被认为是在缘环氧树脂基体中石墨烯片层网络互联传导的形成所致。
232溶液插层聚合反应
溶液插层聚合反应基于一定的溶剂体系该体系要求聚合物或预聚物可溶并且石墨烯或改性石墨烯片层可溶胀或分散。石墨烯或改性石墨烯是靠弱作用力将片层堆积在一起的能较容易地分散在合适的溶剂里如水、丙酮、氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和甲苯。聚合物吸附在剥离的片层上当溶剂蒸发后片层重组形成夹层结构聚合物纳米复合材料。这种方法的优势在于它可应用于低极性或非极性聚合物插层纳米复合材料的合成但是溶剂的去除是关键的问题。一些聚合物纳米复合材料均采用此法制备如聚丙烯、聚乙烯接枝马来酸酐石墨、环氧树脂层状双氢氧化物、聚乙烯醇石墨烯、聚氯乙烯碳纳米管等。Zhao等以完全剥离的石墨烯和PVA为原料通过简单的水溶液共混法制备纳米复合材料。PVA基体中添加石墨烯后的得到的纳米复合材料的机械性能得到了提高。含18vol石墨烯的复合材料拉伸强度达到42MPa然而纯PVA平行样的拉伸强度仅为17MPa增加了150。继续增加石墨烯含量拉伸强度从42MPa增加到43MPa增长甚微没有显著改变。但是随着石墨烯添加量增加复合材料的断裂伸长率逐渐减少。断裂伸长率从纯样品的220降到含18vol石墨烯的复合材料的98。这归因于石墨烯大的宽高比和石墨烯对聚合物分子链运动的限制作用。Lia
g
等通过溶液共混法制备了三种类型的纳米r