常州導熱石墨烯復合材料研發

隨著工業生產和科學技術的發展,人們對導電材料提出了更新、更高的要求。目前,導電高分子材料的研究主要集中在碳系導電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨特的結構對改善聚合物的力學性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學氣相沉積法[2,3]、外延生長法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產率高等特點,有望成為規模化制備GNS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復合材料,發現GNS能均勻地分散到UHMWPE基體中;同時研究了GNS/UHMWPE復合材料的室溫導電行為和阻-溫特性。氧化石墨烯濾餅（SE2430W、SE243PW、SE243EW）。常州導熱石墨烯復合材料研發

單純的導電聚合物在充放電循環的過程中通常穩定性較差，使得其在電容器電極等方面的應用受到了限制，開發具有優異導電性能的復合材料勢在必行。石墨烯和導電聚合物共軛結構的相互作用可以增強基體導電性，同時又可以實現結構的增強。因此，導電聚合物與氧化石墨烯的復合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電，但是在高分子加工過程中GO可以部分還原，而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果。全國導電石墨烯復合材料類型常州第六元素擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列產品。

氧化石墨烯可以用于提高環氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的熱導率，但無法像提高導電性那么明顯，甚至低于有效介質理論。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增加熱阻。液態硅橡膠（LSR）廣泛應用于電子器件的密封。然而，在一般情況下，LSR的導熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過量，從而導致器件損壞或壽命降低。為了緩解這一現狀，Mu等人研究了寬體積范圍內填充ZnO的硅橡膠的熱導率，并研究了形成的導電粒子鏈對熱導率的影響。同時也研究了Al2O3用量對硅橡膠導熱性能和力學性能的影響。

氧化石墨烯（GO）納米片表面存在親水官能團，可以在水中形成穩定的懸浮液，對水泥基材料具有很高的親和力，易于摻入水泥基材料中。目前，關于GO改性水泥復合材料的研究已經很多，國內外相關研究表明，GO對水泥基材料各項性能的影響非常***，GO的添加可以影響水泥基材料的水化過程，提升水泥基材料的力學性能和耐久性，GO還可以用于水泥基復合材料的功能相，提高水泥基材料的吸附性能、電磁屏蔽性能、導電性能等91-93，因此在水泥復合材料中具有很好的應用前景。氧化石墨還可以應用于鋰電正負極材料的復合、催化劑負載等。

對氧化石墨烯的化學還原早在1962年就有過文獻報道，Boehm等人發現片層氧化石墨能在堿性，水合肼，硫化氫或二價鐵離子的條件下還原成只含少量H和O的碳納米片層[49]。2007年，Ruoff等人系統的研究了水合肼對氧化石墨烯的還原，他們先將氧化石墨在水中進行超聲剝離得到穩定分散的氧化石墨烯水溶液，再加入水合肼，并在80°C左右回流，發現隨著反應的進行，許多黑色固體顆粒從溶液體系中沉淀下來。說明隨著含氧基團的離去，石墨烯片層間的π-π共軛作用增強致使石墨烯在水中發生了不可逆的團聚[89]。這種團聚現象可以通過對氧化石墨烯的表面修飾得到控制，比如，Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）后再進行還原，由于PSS與石墨烯的非共價作用，抑制了石墨烯的團聚，得到了穩定的單層石墨烯溶液[90]。隨后，各種表面活性劑[91]，共軛聚合物[92,93]，共軛小分子[94,95]等也被用來非共價修飾還原石墨烯。還原氧化石墨烯之前對之進行共價改性也能抑制石墨烯的團聚，如Ruoff等人先用異氰酸苯酯對氧化石墨烯改性，再用二甲肼還原，同樣得到穩定的石墨烯溶液[96]。用聚合物對氧化石墨烯進行共價改性后再還原也是目前常用的制備可溶性石墨烯的方法。玻纖增強復合材料戶外使用具有超長耐候性。山東導電石墨烯復合材料產品介紹

石墨烯防腐漿料可與基體材料進行復合，從而賦予該材料導電、導熱、機械增強的性能。常州導熱石墨烯復合材料研發

在橡膠類體系中，需要同時兼顧材料的強度與韌性，因此對GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過將GO與橡膠分子交聯，或對GO改性，增強其對橡膠分子的親和性來實現47,48。Liu等42以極性XNBR為載體，將GO轉移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合，然后將其加入到SBR膠乳中，再進行膠乳共凝聚。用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對填料在SBR基體中的分散進行了表征并研究了納米復合材料的力學性能。研究發現，XNBR可以通過氫鍵與GO相互作用，并與SBR形成化學交聯。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集，改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了XNBR對GO和SBR相互作用的影響。常州導熱石墨烯復合材料研發