聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料研究进展

发布时间：2021-11-09 07:31

　　氧化石墨烯作为石墨烯的重要衍生物,原料来源广泛,制备过程简单,成本低廉,具有优异力学性能、耐磨性能以及吸附性能等,其还原产物具有优良的导电性能和导热性能等,是聚合物基纳米复合材料的理想填料。近年来,随着复合材料制备方法的不断革新,聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料在储能、阻燃等领域实现了规模化应用,有助于引领聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料相关产品的进一步开发和应用。该文系统介绍了氧化石墨烯的共价改性方法以及非共价改性方法,综述了聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料的研究进展,展望了聚合物基氧化石墨烯纳米复合材料的发展前景。 

【文章来源】：精细化工. 2020,37(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

通过Hoffman重排反应对氧化石墨烯进行氨基化改性[2]

氧化石墨烯上的环氧基易于被亲核基团所攻击，发生亲核取代反应而开环。最常用的亲核试剂为分子中含有氨基的物质，如长链烷基胺、离子液体胺和硅氧胺等。ZHANG等[7]利用十八烷胺（ODA）上的氨基与氧化石墨烯纳米片上的环氧基进行开环反应，制得疏水化的改性氧化石墨烯（GO-ODA），然后通过超声乳化以及细乳液聚合，制得内部封装GO-ODA纳米片的“水包油”（O/W）型聚合物微球[GO-ODA@P(St-BA)]，如图2所示。FANG等[8]利用“双胺盐反应”把氧化石墨烯改性成原子转移自由基聚合（ATRP）的引发剂，从而在氧化石墨烯片层上原位接枝高分子链。WU等[9]使用聚醚胺（D2000）和十二烷胺（DDA）上的端氨基与氧化石墨烯上的环氧基发生反应，制得了不对称改性的氧化石墨烯纳米片（Janus GO），相比于未改性的氧化石墨烯，其具有优异的乳化性能，可作为Pickering乳化剂使用。1.2 氧化石墨烯的非共价改性

氧化石墨烯结构中含有庞大的共轭π键体系，能与一些分子结构中含有苯环、吡啶环或咪唑环的分子发生π-π相互作用，将其吸附到氧化石墨烯表面，实现对氧化石墨烯的非共价改性。TOKUDA等[13]利用咪唑盐型离子液体对还原氧化石墨烯进行非共价改性，再通过细乳液聚合法实现了乳胶粒对还原氧化石墨烯纳米片的封装，从而解决了还原氧化石墨烯在聚合物基体中分散性差的问题，如图3所示。WEI等[14]利用水性苯丙乳液聚合物结构中苯环与磺化还原氧化石墨烯的π-π相互作用，提升了磺化还原氧化石墨烯和苯丙乳液间的界面结合作用，显著提高了复合材料的力学性能。

【参考文献】：
期刊论文
[1]氨基化还原氧化石墨烯/聚酰亚胺高介电薄膜的制备和性能表征[J]. 张鹏图,徐鸣,米普科,李丽慧,吴泽阳,庄启昕.  现代化工. 2020(04)
[2]壳聚糖季铵盐改性石墨烯的制备及电化学性能研究[J]. 陈艳军,夏元玲,王慧萍,姚荣沂,王艺峰,张超灿.  高分子学报. 2015(09)
[3]聚乙二醇/功能化石墨烯层状纳米复合材料热稳定性的提高[J]. 张树鹏.  化学学报. 2012(12)



本文编号：3484898