石墨烯纳米复合材料的研究进展.pdf

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1、聚氨酯／石墨烯纳米复合材料的研究进展《上海塑料》2014年第l期(总第165期)聚氨酯／石墨烯纳米复合材料的研究进展周成飞(北京市射线应用研究中心，北京市科学技术研究院辐射新材料重点实验室，北京100015)摘要石墨烯以其独特的结构和优异的性质，使其聚氨酯纳米复合材料成为重要的研究领域。介绍了石墨烯聚氨酯纳米复合材料的制备方法。讨论了石墨烯／聚氨酯纳米复合材料的结构与性能。综述了石墨烯聚氨酯纳米复合材料的主要应用。关键词石墨烯；聚氨酯；纳米复合材料；制备方法；应用中图分类号：TQ320．6文献标志码：A文章编号：100

2、9—5993(2014)01—0001—08ResearchProgressofPolyurethane／GrapheneNanocompositesZHOUCheng—fe(BeijingResearchCenterforRadiationApplication，KeyLaboratoryofRadiationTechnologyandAdvancedMaterials，BeijingAcademyofScienceandTechnology，Beijing100015，China)Abstract：Thepolyu

3、rethane／graphenenanocompositesbecomeanimportantfieldofpolymernanocom—positeduetOtheuniquestructureandexcellentpropertiesofgraphene．Thepreparationmethodsofthepolyurcthane／graphenenanocompositesareintroduced．Thestructureandpropertiesofthepolyure—thane／graphenenano

4、compositesarediscussed．Themainapplicationofthepolyurethane／graphenenano—compositesareemphasized．Keywords：graphene；polyuethane；nanocomposite；preparation；application料研究的一个重要领域。因此，作者就石墨烯／聚O前言氨酯纳米复合材料的制备方法、结构性能及应用等白2004年英同曼彻斯特大学的物理学教授研究进展进行介绍。Geim等用微机械剥离法制备，并观测到单层石墨

5、1制备方法烯(graphene)以来，石墨烯以其独特的结构和优异的性质获得了材料界的极大关注。目前这种厚度11共混法仪为0．335nm的碳材料在聚合物复合材料中显示Nguyen等将热塑性聚氨酯(TPU)溶液与出良好的应用前景。石墨烯作为纳米增强组分，少功能化石墨烯(FGS)的甲基乙基酮悬浮液相混合最添加可以使聚合物的电学性能、力学性能、热性制备了浇铸纳米复合膜。FGS以纳米级分散在能及气体阻隔性能等得到大幅度提高。而石墨烯TPU基质中，并有效地提高了电导率。而Quan聚氨酯纳米复合材料是当今石墨烯／聚合物复合材Hai等

6、则在整个加工过程中，仅使用单一溶剂的简便方法制备了纳米石墨片(GNP)填充TPU的纳米复合材料。研究结果表明：所采用的方法可以收稿日期：2014-022O使GNP在TPU基体中均匀分散，纳米复合材料作者简介：周成飞(1958)，男，研究员，从事高分子功能材料及其射线改性技术研究。的储能模量随着GNP的质量分数增加而增加，并一1——聚氨酯／石墨烯纳米复合材料的研究进展《上海塑料》2014年第1期(总第165期)Wang等用原位聚合制备了PU／石墨烯纳从218MPa增至257MPa；而断裂强度和断裂伸米片(GNSs)复合材

7、料，并发现由于化学键的形成，长率分别提高了52和103。另外，热稳定性也使C-NSs在PU基体中分散良好。加入质量分数获得了提高。为2．0的GNSs，PU的拉伸强度和储能模量分别Qian等一一则用原位聚合法制备了氧化石墨提高了239和202。复合材料呈现良好的导电(GO)／聚脲(PUA)纳米复合材料，如图4所示。通性和热稳定性。过对相对分子质量、分散性和界面相互作用的评Li等用原位聚合法制备了PU／环氧(EP)／价，对其增强机制进行了比较。在力学性能上，纳氧化石墨片(G()NS)纳米复合材料。首先原位合米复合材料中含质

8、量分数为0．2的石墨烯时，其成含(()NS的PU预聚体，再加入EP及固化剂而拉伸强度最大，达8O。随着石墨烯的质量分数制得纳米复合材料。结果发现：由于化学键的形进一步升高，其拉伸性能反而降低。从测试结果来成，使()NS很好地分散在PU／EP基体中，在看：聚脲的相对分子质量、石墨烯的分散性以及石G()NS和基体间产生了很强的相互作用