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聚合物/氧化石墨烯復合材料熔融加工中的原位還原問題

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聚合物復合材料氧化石墨烯熔融加工原位還原

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所屬學科：

通用高分子材料

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簡介：

近年來，氧化石墨烯(GO)還原制備還原氧化石墨烯(RGO)技術(shù)的巨大進步，一定程度的解決了石墨烯難以大批量制備及在高分子基體中難以分散的問題，大大促進了石墨烯在聚合物復合材料中的應用。實際上，GO具有超大的比表面和形狀比，高強高模，易于修飾等優(yōu)點，不僅可用作制備石墨烯的前體，其本身也是一種非常優(yōu)異的增強材料。對于聚合物納米復合材料而言，能否利用傳統(tǒng)的熔融加工技術(shù)進行加工和成型，是決定其能否獲得產(chǎn)業(yè)化應用的重要因素。大量研究表明，GO不僅能在高溫下還原，而且在相對溫和的條件下也發(fā)生一定程度的還原。已有文獻報道，在模壓等熔融加工過程中，分散于聚合物中的GO或RGO會發(fā)生“原位”還原，且還原的難易程度與聚合物種類有關(guān)[1]。但是，聚合物基體化學、物理結(jié)構(gòu)上的不同如何影響GO的還原行為，未見系統(tǒng)報道。本工作中，我們選擇了與GO之間相互作用不同的三類物質(zhì)：與GO相互作用很弱的乙烯-辛烯共聚物(POE)、與GO之間能通過π-π相互作用形成較強作用的PS和SEBS(可看成部分PS序列被烯烴取代，與GO作用強于POE而弱于PS)以及與GO之間可通過氫鍵等形成較強作用的PMMA和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)(可看作部分VA序列被烯烴取代，與GO作用強于POE而弱于PMMA)，研究了GO在各基體中發(fā)生還原的難易程度，發(fā)現(xiàn)基體與GO之間相互作用越強，分散于其中的GO越易還原。基于這一現(xiàn)象，我們以Rourke[2]的GO模型為基礎(chǔ)，提出“如果聚合物能促進吸附在石墨烯表面的含氧殘片(OxidativeDebris)脫附，則分散于其中的GO更易還原”這樣一種可能的解釋。

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liu

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2013-05-29 11:01:31

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