纳米石墨薄片/聚吡咯复合材料的制备及导电性能

膨胀石墨经过超声处理制备了纳米石墨薄片。以其为导电填料,对甲苯磺酸为掺杂剂,FeCl3·6H2O为氧化剂,引发吡咯单体发生原位聚合,制备出纳米石墨薄片/聚吡咯(NanoGs/PPy)复合材料。利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了材料的组成和结构。结果表明,石墨薄片被聚吡咯完全包覆;并且以纳米级尺寸分散在聚吡咯基体中。热失重(TG)分析和电导率测试结果表明,复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯有所提高。

纳米石墨薄片及聚合物/石墨纳米复合材料制备与功能特征研究

分析与总结了聚合物/石墨纳米功能复合材料制备方法,还根据制备纳米功能复合材料所需的纳米微观结构和功能特征介绍了石墨和膨胀石墨微观结构、膨胀石墨的物化性能,并对纳米石墨薄片制备和修饰进行研究,最后提出聚合物/石墨纳米功能复合材料发展方向。

纳米石墨薄片的制备、表征与应用

为了获得适宜于同聚合物进行纳米复合的纳米石墨薄片(NGS),采用微波膨化制备膨胀石墨(EG),利用超声剥离与表面修饰获得NGS,并借助SEM、XRD、FTIR等分析其微观结构。结果表明:EG由许多厚100-300 nm的石墨薄片连接而成并形成网络结构,孔隙尺寸约几十纳米到几十微米;通过对EG的超声剥离可破坏其原有网络结构并将石墨晶片进一步剥离为大量30-60 nm厚的石墨薄片;石墨微波膨化与超声剥离过程中微观形貌的变化及其表面活性基团的引入,有利于进一步借助插层法实现聚合物与石墨的纳米复合。

乳液聚合法制备聚苯胺/纳米石墨薄片/Eu^3＋纳米复合材料及其导电性能

与传统乳液聚合法不同,采用现场乳液聚合法,直接将纳米石墨薄片在超声条件下有机改性。将无机物的有机改性、对甲苯磺酸的掺杂及苯胺单体的聚合同步进行,即制得目标产物。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)对该复合材料进行了表征和分析。结果表明,聚苯胺成功插层到纳米石墨薄片中,并形成了纳米薄膜,Eu3+分散在纳米膜中。热重(TG)分析和电导率测试结果表明,复合材料的热稳定性和导电性均较纯聚苯胺高。

聚乳酸/纳米石墨薄片复合材料的热分解动力学

采用溶液浇铸法制得聚乳酸/纳米石墨薄片复合材料.以TG/DTG为手段,研究了该纳米复合材料在氮气气氛中的热分解变化,利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方程和Friedman方程对其进行了动力学分析.结果表明,纳米石墨薄片对聚乳酸热分解的初期过程影响比较明显,当失重百分率为2%时,聚乳酸热分解温度最高提高16.3℃;当添加纳米石墨薄片含量为5%时,纳米石墨薄片能提高聚乳酸的热分解活化能,两种方程处理的结果具有一致性,对活化能的影响也主要体现在热分解的初始阶段.

熔融挤出制备HDPE/纳米石墨薄片导电塑料研究

采用苯乙烯-丙烯腈共聚(AS)树脂对纳米石墨薄片(GN)进行包裹改性,制备成GN母料,并将它与高密度聚乙烯(HDPE)树脂进行混合挤出,制备了HDPE/GN复合材料,其渗滤阀值质量含量为14%。讨论分析了复合体系在加工过程中导电性能及其变化特征,研究了所制备的复合材料力学性能与石墨含量的关系。

纳米石墨薄片制备及修饰的研究

分析了超声波粉碎的原理和膨胀石墨及纳米石墨薄片的纳米微观结构,对超声波粉碎膨胀石墨制备纳米石墨薄片的条件,以及为了提高纳米石墨薄片在树脂中分散性和相容性,对其进行修饰等进行实验,讨论影响纳米石墨薄片粒度和修饰效果因素,得出较佳的超声波粉碎条件和修饰剂及用量。

纳米石墨薄片的修饰及对双马来酰亚胺树脂性能影响(英文)

通过扫描电镜(SEM)和差示扫描量热法(DSC)对纳米石墨薄片修饰前后的微观结构和对双马来酰亚胺树脂固化性能影响进行分析,实验得出纳米石墨薄片的修饰有利于其在树脂中的分散性能,并且纳米石墨薄片具有50～100nm厚度,仍保持着网状多孔结构;另还发现纳米石墨薄片改变了双马来酰亚胺树脂的玻璃转化温度和固化性能,还发现纳米石墨薄片与修饰的纳米石墨薄片对树脂性能影响不同.

纳米石墨薄片的制备与研究

采用HClO_(4)/H_(3)PO_(4)混合酸氧化插层和超声剥分法制备了导电性好、表面积大的纳米石墨薄片,并研究了制备工艺各因素对纳米石墨薄片组织结构与导电性能影响。采用扫描电镜、激光粒度仪、原子力显微镜技术对优化工艺制备的纳米石墨薄片进行结构形貌表征。研究表明,m(C)∶V(HClO_(4))∶V(H_(3)PO_(4))∶m(KMnO_(4))=1∶3∶2∶0.1,反应温度35℃,反应时间80 min时,膨胀体积最大;乙醇∶膨胀石墨(质量比)=150∶1,超声功率为400 W,超声时间为6 h时,得到的纳米石墨薄片具有较大的径厚比,其平均粒度范围在17~10μm,厚度范围在50~150 nm。

AS/石墨纳米薄片复合材料的制备

通过把膨胀石墨进行超声处理制备了石墨纳米薄片(FG).并对挤出成型制备AS/石墨纳米薄片导电复合体系的工艺过程进行了研究,测试了纳米复合材料的渗滤阈值,其渗滤阈值为9～10%(质量分数).

石墨烯纳米薄片的制备及其作为DSCs对电极的光电性能

采用氧化还原法制备出多层结构的石墨烯纳米薄片(GNs),分析了还原阶段水浴时间对GNs晶体结构的影响,着重探讨了GNs作为染料敏化太阳电池(DSCs)对电极催化层的光电性能及阻抗特征。结果表明,还原阶段水浴反应时间为24h时制备出的GNs平均层数最薄,平均厚度只有7层,将该反应时间制备出的GNs对电极组装成DSCs后,其短路电流(JSC)及填充因子(FF)明显地比石墨和氧化石墨(GO)对电极组装成DSCs的JSC和FF要高,因此使得其转换效率达到最好,为1.17%,比石墨和氧化石墨(GO)对电极分别增加了0.175%和1.034%。阻抗分析发现,GNs对电极的串阻(Rs)明显的减小,从而使得GNs作为染料敏化太阳电池(DSCs)对电极催化层的光电性能达到最佳。

氧化石墨纳米薄片表面接枝聚乙二醇(英文)

利用甲苯二异氰酸酯(TDI)作为连接剂,将聚乙二醇接枝在氧化石墨纳米薄片(GONPs)表面。氧化石墨选用改良的Hummers方法制备,并用过量的TDI进行化学改性。经过改性后的氧化石墨在无水二甲基甲酰胺中剥离形成氧化石墨纳米薄片,随后在氮气保护下接枝上聚乙二醇。用X-射线衍射、傅里叶红外及元素分析对产物进行研究表征。

插层剂对纳米膨胀石墨片尺寸的影响

研究了一种制备纳米膨胀石墨的新方法,即在经典可膨胀石墨的层间插入爆炸性插层剂,利用微波诱导爆炸性插层剂瞬间释放能量,达到"爆轰"可膨胀石墨的效应,用于制备尺寸更细小的膨胀石墨薄片。利用X-射线能量散射光谱(EDS)分析石墨层间化合物组成,扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和X-射线光电子能谱(XPS)表征纳米膨胀石墨形貌、尺寸和元素组成。结果表明:硝酸铵和高氯酸铵是较良好的爆炸性插层剂,用新方法制备的膨胀石墨薄片,其化学组成、性质、形貌与经典膨胀石墨薄片相似,其大小(长边约3μm,宽边约2μm)显著小于经典膨胀石墨薄片(长边约6μm,宽边为4μm),其厚度(约50nm)与经典膨胀石墨薄片相当。上述结果表明新方法是一种制备更细小膨胀石墨薄片的简便、有效方法。

超声波和修饰剂及预聚体对石墨层间结构的影响

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)研究修饰剂、超声波和双马来酰亚胺(BMI)预聚体对纳米石墨薄片的石墨层间结构的影响,结果表明:超声波对膨胀石墨层间距结构的影响,因石墨层间距大小而不同,且超声波并没有破坏膨胀石墨的层状结构;修饰剂和双马来酰亚胺的预聚体可插入纳米石墨薄片中层间距较大的层间,但此层间距的石墨薄片较少,因此插入量也较少,可认为修饰剂或树脂的”插层”主要是插入纳米石墨薄片的网状孔隙内部。

石墨及石墨/双马来酰亚胺减摩树脂复合材料的XRD研究

利用X射线衍射对鳞片石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨和纳米石墨薄片以及石墨 /双马来酰亚胺、纳米石墨薄片 /双马来酰亚胺减摩复合材料进行了研究,探讨它们之间在结构上的关系以及以复合材料中双马来酰亚胺预聚体对石墨层间距的影响.实验结果表明:可膨胀石墨中插层剂的插入除了增大石墨层间距外,还减小相邻插层剂未插入的石墨层间距;膨胀石墨的结构除了保留强度很弱的石墨特征峰外,还有大量强度极其微弱、层间距大小不一的峰;超声波对膨胀石墨的结构有整合、均匀化作用;双马来酰亚胺预聚体不能插入鳞片石墨层间,而能插入纳米石墨薄片的层间.

NanoG/BMI纳米减摩复合材料制备及其减摩性能

本文以纳米石墨薄片为润滑剂制备纳米减摩复合材料,比较其与传统以石墨微粉为润滑剂制备的减摩复合材料的减摩性能,利用SEM研究不同减摩复合材料的磨损和减摩机理,并定性和半定量地分析该纳米减摩复合材料的减摩机理。研究表明:在纳米石墨薄片加入量为3%-5%时制备的纳米减摩复合材料减摩性能优于20%石墨粉制备的传统减摩复合材料减摩性能或与其相当;分析低纳米石墨薄片添加量制备纳米减摩复合材料具有良好减摩性能的原因是,起润滑作用的多层"亚结构单元"在复合材料中所占体积分数与高石墨粉添加量制备减摩复合材料中多层"亚结构单元"所占体积分数相当,而磨损和减摩机理是前者除了具有与后者相同的磨损方式和减摩机理外,还存在"化学磨损"和"气润滑"。

NanoG/BMI纳米减摩复合材料的制备及其性能

利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)手段研究纳米石墨薄片(NanoG)制备条件对层间结构与润滑性能影响,首次以NanoG为润滑剂制备的NanoG/BMI纳米减摩复合材料,研究其减摩性能和耐热性能及力学性能.研究表明:NanoG主要是由具有石墨的标准002特征峰的多层碳-碳六方平面结构的'亚结构单元'构成,其润滑性能主要是由于这些多层'亚结构单元'之间易相对滑动的结果;3%～5%NanoG或NanoG+MoS2制备的NanoG/BMI或NanoG+MoS2/BMI纳米减摩复合材料减摩性能优于20%石墨粉制备的传统减摩复合材料或与其相当,而前者的力学性能远优于后者,且均具有较好的耐热性能.

热处理对聚芳醚腈/改性石墨复合材料性能的影响

采用邻苯二甲腈预聚物物理包覆的方法改性纳米石墨薄片,熔融挤出制备了聚芳醚腈(PEN)/纳米石墨薄片复合材料。研究了纳米石墨对PEN的增强作用,并重点研究了热处理对复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明,纳米石墨薄片对PEN有很好的增强作用,其质量分数为10%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度分别提高了10%和25%。从SEM分析可以看出,邻苯二甲腈预聚物(PNP)改性的纳米石墨薄片均匀地分散在PEN基体中,并且增强了与PEN的界面作用力。PEN/纳米石墨薄片复合材料在290℃热处理2h,其弯曲强度提高40%,玻璃化转变温度提高了13℃,初始分解温度提高了近15℃。从红外图谱可以反映出,复合材料热处理后力学性能和热性能的提高是因为PNP和PEN之间发生了一定程度的交联反应,这种交联反应使PEN与纳米石墨薄片的界面作用力大大增强。

三元乙丙橡胶/石墨功能复合材料的制备与性能分析

以超声波处理膨胀石墨得到的石墨纳米薄片为原料,采用熔融插层复合方法制备密封用三元乙丙橡胶/石墨功能复合材料,利用SEM与XRD分析石墨及其复合材料微观结构、利用透气仪分析复合材料气体阻隔性能。结果表明:三元乙丙橡胶与石墨形成插层型功能复合材料,其气体阻隔性能显著提高,有望成为气密性优异的新型橡胶密封材料。

石墨烯纳米薄片-SiO2/天然橡胶复合材料的导电导热性能

采用物理机械剥离法对可膨胀石墨进行剥离,得到厚为10nm、横向尺寸为10~20μm的石墨烯纳米薄片(GE),进一步制备GE质量分数为20wt%的GE/天然橡胶(NR)浓缩母粒;采用硅烷偶联剂KH580对SiO2进行改性,得到疏水性SiO2;采用机械共混的方法制备了GE质量分数分别为0、0.2wt%、0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%的GE-SiO2/NR复合材料。对GE-SiO2/NR复合材料进行导电导热性能的测试,发现随着GE含量的增加,其导热导电性能逐渐提升,当GE含量为2.0wt%时,复合材料的面内导热率提高了38.1%,面间导热率提高了36.21%,导电率提高了36.07%。GE含量越高,GE-SiO2/NR复合材料的100%和300%定伸应力越大,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率变化不明显。随着GE含量的增加,GE-SiO2/NR复合材料填料的网络效应减弱,Payane效应减弱,玻璃化温度逐渐升高。通过SEM分析发现,改性后的SiO2在NR基体中分散良好,无团聚现象,在GE含量为2.0wt%时,GE-SiO2/NR复合材料中能明显观察到GE的片层结构。