石墨烯低密度聚乙烯复合膜的制备及性能

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1、包装工程第38卷第13期·60·PACKAGINGENGINEERING2017年7月石墨烯/低密度聚乙烯复合膜的制备及性能11122单利君，林勤保，张明，陈朝方，廖佳（1.暨南大学，珠海519070；2.珠海出入境检验检疫局，珠海519070）摘要：目的以石墨烯/低密度聚乙烯(LDPE)复合包装材料为研究对象，讨论石墨烯、石墨烯微片对低密度聚乙烯薄膜力学性能、颜色、透光率及透氧率的影响。方法使用熔融共混方法制备不同石墨烯质量分数的石墨烯/LDPE复合材料，检测并比较其性能变化。结果石墨烯以及石墨烯微片的加入，使LDPE薄膜的弹性模量提高了9%~50%，横纵向拉伸强度提高了2

2、%~30%，透光率降低了10%~60%，透氧率提高了10%~15%。结论由于石墨烯比表面积大、刚性高，对LDPE材料的拉伸强度、弹性模量等力学性能有明显改善，同时可提高薄膜透氧率，加深LDPE材料的颜色，降低薄膜透光率。关键词：石墨烯；石墨烯微片；低密度聚乙烯；力学性能；颜色中图分类号：TB484.9文献标识码：A文章编号：1001-3563(2017)13-0060-06PreparationandPerformanceofGraphene/LowDensityPolyethyleneCompositeFilm11122SHANLi-jun,LINQin-bao,ZHANG

3、Ming,CHENChao-fang,LIAOJia(1.JinanUniversity,Zhuhai519070,China;2.ZhuhaiEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Zhuhai519070,China)ABSTRACT:Theworkaimstodiscusstheeffectsofgraphene(G)andgraphenenanoplatelets(GN)onthemechanicalproperty,color,lighttransmittanceandoxygenpermeabilityoflowdensit

4、ypolyethylenefilm,withgraphene/lowdensitypolyethylenecompositepackagingmaterialsastheresearchobject.Melt-blendingmethodwasusedtopreparegra-phene/LDPEcompositeswithdifferentmassfractionsofgraphene,andthechangeintheirperformanceswastestedandcompared.TheadditionofGandGNcouldimprovetheelasticit

5、ymodulusofLDPEfilmby9%~50%,thetransverseandlongitudinaltensilestrengthsby2%~30%andtheoxygenpermeabilityby10%~15%;andreducethelighttransmit-tanceby10%~60%.Becauseofthelargesurfaceareaandhighrigidity,graphenecansignificantlyimprovethemechani-calpropertiesofLDPEmaterial,suchastensilestrengthan

6、delasticmodulus,aswellasdeepenitscolorandreducethelighttransmittanceofthefilm.KEYWORDS:graphene;graphenenanoplatelets;LDPE;mechanicalproperty;color聚乙烯(PE)塑料在实际生活中应用广泛，但材料石墨烯微片是石墨烯的层状堆积体，碳层数多于10层，本身存在力学强度低、容易变形、易燃等缺点，已厚度为5~100nm。相对于石墨烯，石墨烯微片的制备有研究表明，添加纳米粒子有助于改善聚乙烯塑料简单环保，可以满足大部分石墨烯工业的资源需求。[1—

7、2]的力学性能、导电能力以及热学性能。石墨烯因近年来国内外学者对于石墨烯/聚合物的制备以[8—10]其具有独特的结构特点以及优异的性能迅速引起全及改性进行了较多研究。常用的聚合物基主要有[3—4][11—13][14]世界的关注。研究表明，以石墨烯作为填充物可聚乙烯、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇[15][13][16—18]以提高聚合物的力学性能、热学性能以及气体阻隔酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚[4—6][19][20—21]性能等。同时由于石墨烯的比表面积大、刚性高苯乙烯