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1、聚合物纳米石墨微片复合材料的研究进展刘强尚伟鹏王林韦强波吴琛肖蛟杨小磊冶成成张少东张钊（西安工业大学材料与化工学院，西安710021）摘要聚合物/纳米石墨微片复合材料是近几年国内外研究的热点材料之一，它是一类具有广阔应用前景的新型材料。本文介绍了纳米石墨微片复合材料的制备方法、结构特征和导电性能，指出了聚合物纳米石墨微片复合材料今后的发展趋势，并对其导电性能进行了展望。关键词聚合物石墨纳米复合材料纳米石墨微片ResearchProgressofPolymerGraphiteNanosheetsCompositesLIUQiangSHANGWei-pengWANGLinWEIQia
2、ng-boWUChenXIAOJiaoYANGXiao-leiYECheng-chengZHANGShao-dongZHANGZhaoAbstractPolymer/GraphiteNanosheetsCompositesisoneofhottestmaterialsrecentlyforhomeandabroad,whichisalsonovelmaterialswithattractiveapplicationprospect.Theproductionmethod,structureandconductivityofGraphiteNanosheetsCompositesa
3、rereviewed.ThedevelopmentaltrendofPolymer/GraphiteNanosheetsCompositesresearcharesummarized.Therearealsoaforecastofitsconductivityatlast.Keywordspolymergraphitenanosheetscompositesgraphitenanosheets0前言近年来聚合物复合材料（由连续相的基体与分散相的增强体组成的多相体系成为复合材料）因其独特的导电性能而越来越受到人们的重视，其制备工艺也日趋完善。此材料品种繁多，包括各种导电塑料、导电橡
4、胶、导电涂料、导电胶黏剂，透明导电薄膜等，在电子工业中获得里广泛的应用。例如，F.L.Vogel制得的一种石墨夹层聚合物与同组成的导电复合材料，电导率高达10000000S/m，而相对密度约为铜的一半，可用于飞机的内装配线。本文研制的纳米石墨微片价廉、导电性好(室温下其电导率为10000S/m),厚度在30～80nm,直径约为5～20um,具有约100～500的高径厚比,容易在聚合物基体中形成导电网络,对材料力学性能负面影响较小,已广泛用于与聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、环氧树脂、不饱和树脂、高密度聚乙烯等聚合物的复合[1-5]。选用纳米石墨微片来研究导电复合材料具有刘强（1989
5、-），陕西安康人，现就读于県西安工业大学，从事高分子材料与工程专业的学习。Email；574605461@qq.comtel:15991626771.尚伟鹏（1990-），陕西咸阳人，现就读于県西安工业大学，从事高分子材料与工程专业的学习。Email:842293277@qq.comtel:13759829230.重要意义。1纳米复合材料纳米材料通常是指微观结构上至少在一维方向上受纳米尺度（1～100nm）调节的各种固态材料。根据构成晶粒的空间维数，可分为纳米结构晶体或三维纳米结构、层状纳米结构或二维纳米结构、纤维状纳米结构或一维纳米结构及零维纳米原子簇或簇组装四大类。由于纳米材
6、料的特殊结构，产生了几种特殊效应，即纳米尺度效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。这些纳米效应导致该种新型材料在力学性能、光学性能、磁学性能、超导性、催化性质、化学反应性、熔点蒸气压、相变温度、烧结以及塑性形变等许多发面具有传统材料所不具备的纳米特性。聚合物纳米复合材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的高性能、高功能材料。纳米复合材料的制备方法有插层复合法、共混法、原味聚合或在位分散聚合法、溶胶—凝胶法。2 纳米石墨微片的制备过程及结构特征天然片状石墨是具有正六边形的层状晶体结构,在晶体中碳原子按sp2杂化轨道成键,剩余的一个2p电子组成大π键。大π键中的电子
7、是非定域的,可以在同一层面上运动。一个石墨片层是由多个沿着C轴方向层叠的碳原子层构成的,只有最外层大π键中的电子才对石墨片层间的导电有贡献。因此,石墨片层的厚度越小(即比表面越大),能够参与片层间导电的电子越多,导电性能越好。将天然片状石墨改性处理成纳米石墨微片,比表面积就会显著增加,将其分散于聚合物体系中易形成导电网络。纳米石墨微片之间充分接近,片层上的电子便可以通过隧道效应而产生电流。纳米石墨微片分散的越均匀,相互间接近的几率越大,导电性越好。2.1 膨胀石墨的制备及其结构天
