石墨烯是一種具有單原子厚度的二維碳納米材料，具有優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能，有比其它碳基材料(如碳納米管、碳纖維、石墨)更大的比表面積，是制備各種高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料、催化劑、傳感器和能源器件的理想材料。
石墨烯/高分子復(fù)合材料制備方法有三種，分別是溶液混合、熔融共混和原位聚合，三種方面各有所長，究竟哪一種最受大眾的青睞，我們?nèi)ヒ惶骄烤?
1、溶液混合
溶液混合是將石墨烯和高分子溶解在它們的良溶劑中，通過超聲或劇烈攪拌得到均勻的混合溶液，然后采取脫除溶劑或沉淀的方法得到石墨烯高分子復(fù)合材料。溶液混合是常用的制備石墨烯與高分子復(fù)合材料的方法。此方法簡單、直接、無需復(fù)雜設(shè)備，而且可以大批量制備，能廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
2、熔融共混
熔融共混是在相對高的溫度下將填料與高分子基體進(jìn)行混合。利用劇烈機(jī)械攪拌實現(xiàn)填料在基體中的均勻分散，增強(qiáng)填料與基體之間的界面結(jié)合作用。此種共混方法比較適合于熱還原石墨烯或剝離石墨與熱塑性高分子的混合。熔融共混比溶液混合更適合于工業(yè)化大批量生產(chǎn)，有效避免了溶劑的使用，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的要求。
熔融共混不能像溶液共混那樣實現(xiàn)填料在基體中的良好分散，而且較高的剪切力可能對石墨烯片的尺寸與形貌造成影響，而這些因素與石墨烯和復(fù)合材料的性能均密切相關(guān)。
3、原位聚合
原位聚合是將高分子單體溶液和石墨烯溶液混合，加入一定的催化劑，并在合適條件(如溫度、pH、電位)下進(jìn)行聚合的一種方法。值得注意的是石墨烯與單體溶液的混合順序、比例、濃度等都對聚合反應(yīng)有著重要的影響。在石墨烯上修飾硬脂酸可以提高其在有機(jī)溶劑(如四氫呋喃，THF)中的溶解性。
尺有所短寸有所長，三種方法各有千秋。制備石墨烯/高分子復(fù)合材料的研究或許還有很長的路要走。
文章來源：賢集網(wǎng)
原標(biāo)題：《【科普知識】石墨烯/高分子復(fù)合材料制備的三種方法特點(diǎn)》
