导电胶用纳米石墨微片的表面化学镀Cu及其表征

采用无钯化学镀Cu法对纳米石墨微片表面进行处理,并对其制备工艺进行了探究,旨在得到一种导电胶用新型导电填料。研究结果表明:当改性剂浓度为3 g/L、AgNO3浓度为3 g/L、氨水浓度为40 g/L、m(无水乙醇)∶m(水)=9∶1、活化温度为50℃和活化时间为1.5 h时,纳米石墨微片表面镀上了一层致密而均匀的金属Cu层,Cu层的厚度约为100 nm,Cu沉积量超过60%(相对于纳米石墨微片质量而言)。

纳米石墨微片/聚丙烯酸酯导电压敏胶的制备研究

以纳米石墨微片(NanoG)为导电填料,聚丙烯酸酯为基体,采用溶液共混法制备了纳米石墨微片/聚丙烯酸酯导电压敏胶。扫描电镜(SEM)显示纳米石墨微片直径为1～10μm,厚度为20～80nm。红外光谱测试(FTIR)表明纳米石墨微片与聚丙烯酸酯之间形成了氢键,两者形成了均相的复合体系。透射电镜(TEM)揭示了纳米石墨微片均匀地分散在导电胶中,并形成了导电网络;电性能测试表明当纳米石墨微片质量分数为40%时,复合物导电性能最佳,电导率达到1.28×10-2S/cm。导电压敏胶的剥离强度随着纳米石墨微片含量的增加逐渐下降,剪切强度先上升后下降。

高导电聚苯胺/纳米石墨微片复合材料的结构与性能

以天然可膨胀石墨(GN)为原材料,采用酸及快速热处理制备了膨胀石墨(EG),再将膨胀石墨置于超声波中制得了纳米石墨微片(NanoG),最后采用原位聚合法制备了聚苯胺/纳米石墨微片(PANI/NanoG)导电复合物。扫描电镜(SEM)显示纳米石墨微片长径为0.8μm～20μm,厚度为30nm～90nm。聚苯胺均匀覆盖在纳米石墨微片表面;透射电镜(TEM)揭示了纳米石墨微片的片层分散在复合物中并形成了导电网络;电性能测试表明,当纳米石墨微片含量为0.5%(质量分数,下同)时,复合物电导率达到107.3S/cm,其渗滤阈值达到0.1%,纳米石墨微片独特的结构(宽度/厚度的高比值)及在聚苯胺中的分散造就了复合物良好的导电性能。

新型导电填料——纳米石墨微片

经过超声波粉碎,可将膨胀石墨制备成一种新型导电填料——纳米石墨微片。它的厚度为纳米,直径在微米范围,具有很大的形状比。将纳米石墨微片分散于聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙等聚合物基体中制备导电复合材料,其渗滤阀值远低于一般的导电填料复合体系。纳米石墨微片有望在导电材料、电磁屏蔽材料、电加热材料等领域得到应用。

聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的制备与表征

以氧化石墨为原料,制备膨胀石墨,在超声波的作用下,膨胀石墨的片层结构发生剥离得到纳米石墨微片,对纳米石墨微片进行化学镀银,制备镀银纳米石墨微片,然后采用原位聚合法制备了聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,纳米石墨微片的厚度为30～90nm,直径为1～20μm,具有相当大的径厚比(平均为200),该结构对纳米石墨微片在聚合物基体中形成导电网络极为有利;镀银纳米石墨微片的厚度为200～250nm,被聚吡咯完全包覆,并以纳米级尺寸均匀分散在聚吡咯基体中;聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯均有所提高。

聚合物/纳米石墨微片复合材料的研究进展

详述了纳米石墨微片(NanoG)的制备工艺、结构特征,重点归纳总结了纳米石墨微片与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯胺(PANI)、聚苯乙烯(PS)以及聚吡咯(PPy)复合材料的复合方法、性能及应用情况。最后对聚合物/纳米石墨微片复合材料的制备工艺问题、纳米石墨微片在聚合物中的分散性问题以及如何提高聚合物/纳米石墨微片复合材料的导电性问题进行了展望,同时提出改性的纳米石墨微片与聚合物复合材料的应用研究将是一个崭新的研究领域。

聚氨酯/纳米石墨微片复合泡沫塑料的制备及导电性能研究

以聚酯多元醇及二苯甲烷二异氰酸酯为基体,以二月桂酸二丁基锡为催化剂,以纳米石墨微片为导电填料,经过灌模固化反应合成了聚氨酯/纳米石墨微片复合泡沫塑料。并观察了其微观结构,分析了其导电性能,在纳米石墨微片的质量分数为14%时出现了渗滤效应。

镀银纳米石墨微片/丙烯酸酯导电压敏胶的研究

以天然EG(膨胀石墨)为原料,采用超声分散法制得NanoG(纳米石墨微片);然后采用化学镀法制备导电填料Ag-NanoG(镀银纳米石墨微片);最后采用溶液共混法制备丙烯酸酯类Ag-NanoG/PSA(镀银纳米石墨微片/导电压敏胶)。研究结果表明:NanoG表面镀上了一层均匀紧凑的金属Ag,Ag层厚度为250 nm左右,其质量分数为50.04%;导电填料Ag-NanoG已均匀分散在丙烯酸酯PSA基体中,并形成了导电网络;当w(Ag-NanoG)=40%时,Ag-NanoG/PSA的综合性能相对最好,其180°剥离强度为0.25 kN/m,剪切强度为0.133 MPa且电导率为2.5×10-2S/cm。

氧化镍负载纳米石墨微片/聚乙烯的热稳定性

将膨胀石墨(EDG)经酸化与超声波处理制备纳米石墨微片(GN),采用溶胶-凝胶法在GN悬浮液中制备氧化镍(NiO)负载纳米微片(NiO/GN),用溶液法将NiO/GN加入聚乙烯(PE)中制备纳米复合材料.以X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)为表征手段研究了GN和NiO/GN的结构和形貌,并采用热重分析(TG)评价了纳米复合材料的热稳定性.研究结果表明,经酸化和超声波处理所制备的GN仍具有良好的片层结构,片层厚度大幅度降低,经负载后NiO均匀分散在纳米微片上,与PE相比,纳米石墨微片的加入提高了PE/GN的热稳定性,而PE/NiO/GN的热稳定性显著降低.

聚乙烯醇/纳米石墨微片复合膜的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和石墨为原料,先以水为介质通过超声剥离膨胀石墨制备了纳米石墨微片(GNP)悬浮液,再直接加入到PVA中经溶液共混后流延成膜,制备了PVA/GNP复合膜;借助扫描电子显微镜、电阻测量仪和万能材料试验机等对复合膜进行了表征,研究了GNP含量及其在PVA基体中的分散状态对复合膜结构与性能的影响。结果表明,石墨片层被剥离成具有较大径厚比的GNP分散在PVA基体中;随着GNP含量的增加,复合膜的体积电阻率明显降低,力学性能先增大后降低,同时其耐水性和热稳定性均有所改善;GNP的含量为2%(质量分数,下同)时,复合膜的体积电阻率达到渗流阈值并下降到108数量级,拉伸强度提高了7.34 MPa,水接触角从56.3°提高至97.9(°)。

聚乙烯/纳米石墨微片导电复合材料的制备与性能研究

采用纳米石墨微片(GNP)为导电填料与线形低密度聚乙烯(PE-LLD)共混来制备导电复合材料,研究了改变GNP、表面处理剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和分散剂聚乙二醇(PEG)的添加量对导电复合材料的力学性能、导电性能和热性能的影响。结果表明,GNP添加量为40份时,材料会形成导电网络,体积电阻率达到8.95×10~8Ω·cm,继续增加GNP的添加量对材料的导电性能和力学性能影响不大;导电复合材料的最佳配方为:100份PE-LLD、40份GNP、SDBS和PEG均为GNP质量的10%。

镀镍纳米石墨微片/丙烯酸酯磁性压敏胶的制备与性能

以天然膨胀石墨(EG)为基本原料,采用超声分散法制得NanoG(纳米石墨微片);然后采用化学镀法制得磁性填料Ni-NanoG(镀镍纳米石墨微片);最后采用溶液共混法制得丙烯酸酯磁性PSA(压敏胶)——Ni-NanoG/PSA。研究结果表明:NanoG表面覆盖了一层均匀紧凑的金属Ni,Ni-NanoG中O-H与丙烯酸酯PSA中O-H之间已形成了氢键,故Ni-NanoG已均匀分散在丙烯酸酯PSA中;当w(Ni-NanoG)=20%时,Ni-NanoG/PSA的磁性能和粘接性能俱佳,其饱和磁化强度(Ms)为11.96 emu/g,矫顽力(Hc)为1.38 Oe,180°剥离强度为0.62 kN/m和剪切强度为0.81 MPa。

磁性壳聚糖/ 纳米石墨微片复合材料的制备及其吸附性能

采用原位法制备了磁性壳聚糖/ 纳米石墨微片复合材料，以刚果红为模型吸附物研究了复合材料对刚果红的吸附性能。结果表明，复合材料饱和磁化强度达到了5.15emu/g，复合材料吸附刚果红为特异性吸附，复合Langmuir 吸附方程。

纳米石墨微片/聚氨酯/环氧复合材料的制备及结构与性能

采用分步法成功制备了纳米石墨微片/聚氨酯/环氧复合体系。通过扫描电镜观察了纳米石墨微片在复合体系中的分散情况;力学性能的测试结果表明,当改性纳米石墨微片添加量为0.25%,其拉伸强度达到60 MPa,比未添加纳米石墨微片体系提高了36.7%,弯曲强度为93.1 MPa,增加了59.4%;当改性纳米石墨微片添加量为4%时,拉伸模量为2672MPa,提高了73.1%,弯曲模量达到2470 MPa,比纯体系增加了76.1%;动态力学分析结果表明,加入改性纳米石墨微片(GNS)后,复合体系的玻璃化转变温度及阻尼温域均增加,GNS质量分数为2%时,其阻尼温域达到最大。

纳米石墨微片对无卤阻燃聚苯乙烯阻燃性能的影响

本文以纳米石墨微片(Graphite Nanoplatelets,GNP)作为协效剂,与膨胀阻燃剂(聚磷酸钱和季戊四醇)复配,考察了GNP在无卤阻燃聚苯乙烯中的协同作用与阻燃机理。采用粉末复合法制备聚苯乙烯阻燃复合材料,固定膨胀阻燃剂用量为25wt.%,探究了不同GNP用量(Owt.%、0.5wt.%、1.Owt.%、2.0wt.%)对复合材料阻燃性能的影响,以及GNP对阻燃复合材料的协同效果。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧表征了复合材料的阻燃性能,采用扫描电镜研究了GNP对炭层形貌的影响,锥形量热仪研究了GNP对复合材料热释放速率的影响。PS/IFR阻燃复合材料中阻燃剂用量超过25wt.%时,复合材料的阻燃性能显著提高,阻燃剂用量达到30wt.%时,极限氧指数达到37.3,垂直燃烧达到V-0级。GNP的引入可显著降低膨胀阻燃剂的用量。GNP/IFR/PS阻燃复合材料中膨胀阻燃剂用量为24.5wt.%、GNP添加量为0.5wt%时,极限氧指数可达到36,垂直燃烧达到V-0级。探究了阻燃剂中引入GNP对于复合材料的协效阻燃机理,结果显示GNP引入后可促使燃烧后炭层致密,且热释放速率降低,从而表现出较好的协同阻燃效果。

环氧树脂/镀银纳米石墨微片导热复合材料的制备与性能

以膨胀石墨为原料,采用超声分散法和化学镀法制得镀银纳米石墨微片,然后将其填充在环氧树脂基体中制备环氧树脂/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,银粒子均匀镀覆在纳米石墨微片上,银层厚度为100nm,有利于在环氧树脂基体中形成导热通路;与环氧树脂相比,环氧树脂/镀银纳米石墨微片复合材料的力学性能和热导率能都得到提高;当镀银纳米石墨微片含量为3%时,复合材料的热导率为1.827W/(m·K),比纯环氧树脂热导率提高了近5倍。

纳米石墨微片含量对纳米石墨微片/碳纳米管/银复合材料电摩擦磨损性能的影响

采用不同含量的纳米石墨微片制备纳米石墨微片-碳纳米管-银复合材料,研究纳米石墨微片含量对复合材料电摩擦磨损性能的影响。实验发现,复合材料随磨损时间的延长,摩擦系数均不断减小,最终趋于稳定随着纳米石墨微片含量的增加。随着复合材料中纳米石墨微片含量的增加,摩擦系数和磨损量均有下降趋势,接触电压降则相反。载流条件下,电摩擦系数大于机械摩擦系数且电磨损量也大于机械磨损量。

聚氨酯乳液/纳米石墨微片复合导电涂料的制备及其电磁屏蔽性能

以纳米石墨微片为导电填料,聚氨酯乳液为基体,制备水性导电复合涂料,研究其导电性能和电磁屏蔽性能。结果表明,质量分数为35 wt%纳米石墨微片,粘度区间160～180 MPa·s,质量分数为2%的 OP-10分散剂为最佳配方,最佳施工工艺为超声波分散30 min 后喷涂,涂层厚度控制在80 μm左右,在65℃的条件下固化。通过该法制备得到的导电涂料,其涂层表面电阻率降低至7.5 Ω·cm^(-2),平均的电磁屏蔽效能在27 dB左右(300 kHz～1.5 GHz)。

聚苯撑苯并二噁唑/纳米石墨微片复合材料的制备及表征

在常规反应器中利用原位插层法的原理,制备了聚苯撑苯并二噁唑/纳米石墨微片(PBO/GN)复合材料。该反应在常规反应器中能顺利进行,避免使用双螺杆挤出机等高端设备,大大降低了反应成本。对PBO/GN复合材料进行了红外及热重分析、特性黏数比较和力学性能测定,与同等条件下制得的PBO进行了对比分析。结果表明:GN对PBO的聚合有促进作用,制得的PBO/GN复合材料不仅具有PBO材料优良的耐热性,纤维拉伸强度也相对提高了90%左右。

纳米石墨微片/聚氯乙烯复合材料的制备与性能

利用超声作用制备纳米石墨微片(nano-Gs),并采用混酸对其进行表面活化,最后通过熔融共混法制备nano-Gs/聚氯乙烯(PVC)复合材料。通过FTIR、SEM对nano-Gs的结构进行表征,并研究了nano-Gs对nano-Gs/PVC复合材料导电性能和力学性能的影响。FTIR分析表明:nano-Gs经混酸处理后表面活性官能团含量明显升高,并与PVC分子链发生一定程度的氢键作用;SEM图片显示:nano-Gs厚度为30～80nm,其微片宽度为4～20μm,在PVC树脂基体中呈无规状均匀分布;导电性能测试表明:随着nano-Gs含量升高,nano-Gs/PVC复合材料的体积电阻率呈非线性降低趋势,最低为103Ω.cm,nano-Gs的逾渗阈值为10%(质量分数);力学性能测试表明,随着nano-Gs含量升高,nano-Gs/PVC复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度均先升高后降低,nano-Gs质量分数为1%时,复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度均达到最大值,相比纯PVC分别升高约14%和38%。