石墨烯的制備及高分子改性.pdf

1、石墨烯作為近年來發(fā)現(xiàn)的二維碳素晶體，具有突出和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能，其納米結(jié)構(gòu)也十分獨(dú)特。石墨烯自被發(fā)現(xiàn)以來，在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面已經(jīng)充分展現(xiàn)出無窮魅力，吸引了國內(nèi)外的眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。
　　 石墨烯具有較大的比表面積，理論上少量的加入量就可以對(duì)聚合物基體性能產(chǎn)生顯著的影響。然而石墨烯表面又呈惰性狀態(tài)，與其他介質(zhì)的界面相容性較差，且石墨烯層與層之間有較強(qiáng)的范德華力，相互間容易產(chǎn)生聚集，所以石墨烯難于分散于水

2、及常用的有機(jī)溶劑等介質(zhì)中。這就需要對(duì)其在親水性或者親油性方面加以改善，降低其在應(yīng)用上的限制，從而在此基礎(chǔ)上對(duì)其與高分子聚合物的復(fù)合特性進(jìn)行研究。
　　 本文使用改進(jìn)的Hummers法和超聲剝離法制備氧化石墨烯，再使用化學(xué)還原法制備出石墨烯。另外，在此過程中使用聚丙烯酰胺(PAM)對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行接枝，然后還原PAM接枝的氧化石墨烯獲得PAM改性的石墨烯產(chǎn)物。石墨烯在水中的分散性得到一定改善。通過TEM、紅外光譜和拉曼光譜等測(cè)試手

3、段對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及其在水中的分散性作了較系統(tǒng)的表征，證明所制石墨烯的片層數(shù)量少于8層，并證明對(duì)改性石墨烯的成功制備以及在水中的分散性的提高。
　　 同時(shí)，研究了在使用化學(xué)氧化還原法制備石墨烯過程中，使用硅烷偶聯(lián)劑Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)對(duì)石墨烯進(jìn)行表面親油改性的效果，以及制備的改性石墨烯對(duì)環(huán)氧樹脂的電學(xué)性能改善。通過沉降對(duì)比實(shí)驗(yàn)獲得了KH-560對(duì)石墨烯的良改性條件，并顯示出改性后的石墨烯在乙醇中獲得較好的分