原位聚合法在石墨烯/聚合物纳米复合材料中的应用

石墨烯作为一种新型炭材料,2004年通过简单的机械剥离方法制备得到。而氧化石墨烯作为石墨烯的氧化状态,其基面和边缘上存在大量的含氧官能团,可以很好地分散在水中,因而具有很好的加工性和广阔的应用前景,引起了学界的广泛重视。原位聚合法作为一种常用聚合方法,被广泛应用于合成石墨烯/聚合物纳米复合材料。本文着重介绍了石墨烯及氧化石墨烯的定义、不同的制备方法、原位聚合法的基本原理,及其在石墨烯/聚合物纳米复合材料制备过程中的应用进展。

影响高浓度氧化石墨烯分散液流变行为的重要因素及群体平衡动力学分析

氧化石墨烯(GO)片的基面和边缘上存在大量的含氧官能团,能很好地分散在水中,因而具有很好的加工性和广阔的应用前景。在较高浓度范围下,GO水分散液中存在着强烈的竞争性相互作用,从而对流变行为产生较大影响。在本文中,通过稳态、动态等流变实验以及理论分析,研究了pH值、温度和不同的有机溶剂对GO分散液流变行为的影响。结果表明,降低p H值、适当增加温度以及加入吡啶均可促进GO水分散液从粘弹性液体到凝胶态的转变。利用DLVO(Deryagin-Landau-Verwey-Overbeek)理论,探讨了GO片之间的范德华作用力以及双电层排斥作用的相互关系,及其对流变性能的影响。通过群体平衡模型(PBE)分析了GO分散液的屈服应力与体积分数的正相关关系。同时,通过蠕变和松弛实验发现,高浓度的GO分散液中结构变化及流变行为在很多方面与高聚物相似,利用Poyting-Thomson模型能较好地拟合其粘弹性行为。上述研究结果为深入研究复杂的GO分散体系提供理论支撑和实验依据。