一種新方法規(guī)?;a(chǎn)FGS,并為高性能聚合物納米復(fù)合材料提供了良好的應(yīng)用潛力。
石墨烯的應(yīng)用需要一種高產(chǎn)量,低成本,可擴(kuò)展的生產(chǎn)方法,但仍具有很高的挑戰(zhàn)性。本文,復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室盧紅斌課題組在《J. Appl. Polym. Sci》期刊發(fā)表名為“High‐yield water‐phase exfoliated few‐defect graphene for high performance polymer nanocomposites”的論文,研究報(bào)告一種水相技術(shù),以具有超高比表面積的化學(xué)膨脹石墨為基礎(chǔ),生產(chǎn)出具有高剝離率(92%)的極少缺陷的石墨烯納米片(FGS),并展示了其在石墨烯聚合物納米復(fù)合材料中的應(yīng)用。
剝落的FGS具有較低的氧化度,并保留了良好的機(jī)械和電氣性能,具有改善聚合物復(fù)合材料綜合性能的潛力。當(dāng)將0.5 wt%的FGS摻入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中時(shí),相對(duì)于純凈聚合物,5%的失重溫度和儲(chǔ)能模量分別增加了87°C和21%。隨著FGS含量增加到4.6 wt%,復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高25°C。此外,該復(fù)合材料的滲透閾值低至0.25 vol%,并且具有出色的導(dǎo)電性(對(duì)于2.7 vol%的FGS-PMMA復(fù)合材料,其滲透率為50S/m)。
通過在表面活性劑OP-15存在下對(duì)水中的輕度氧化CEG進(jìn)行1小時(shí)的尖端超聲處理,我們已經(jīng)成功地以高產(chǎn)率制備了幾層石墨烯片。這種簡單、有效的水相剝離法制備石墨烯納米片的方法在高性能聚合物復(fù)合材料的工業(yè)應(yīng)用中具有很大的潛力。