低缺陷石墨烯/UHMWPE 納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能研究

編號：CPJS06144

篇名：低缺陷石墨烯/UHMWPE 納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能研究

作者：王海平 孟竺 鄭愛愛 盧鐵梅 徐喜連 鐘明強(qiáng) 徐立新

關(guān)鍵詞： 超支化聚乙烯 低缺陷石墨烯 超高分子量聚乙烯 隔離網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 導(dǎo)電性能

機(jī)構(gòu)： 浙江工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 設(shè)法以簡單的工藝實(shí)現(xiàn)低缺陷石墨烯的高效、規(guī)模化制備，對于促進(jìn)其在聚合物改性領(lǐng)域中的成功應(yīng)用具有重要意義。本文報(bào)道了一種低缺陷石墨烯的簡單制備方法及其對超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的復(fù)合改性作用。首先，利用超支化聚乙烯（HBPE）在氯仿中借助超聲高效剝開天然石墨制得石墨烯分散液，然后分別與兩種不同粒徑的UHMWPE粉末進(jìn)行溶液混合，經(jīng)溶劑揮發(fā)和熱壓成型制得石墨烯/UHMWPE復(fù)合材料。利用透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）、X射線光電子能譜（XPS）、拉曼光譜(Raman)、廣角X射線衍射技術(shù)（WAXRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）等手段對所得石墨烯及其復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入表征，并對所得復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行了評價(jià)和比較。結(jié)果表明：所得石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷較少，厚度5層以下，表面存在少量非共價(jià)吸附的HBPE，比例達(dá)0.39g（g石墨烯）-1；通過所述復(fù)合工藝可制得具有隔離網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯/UHMWPE復(fù)合材料，借助該結(jié)構(gòu)，只需少量石墨烯即可有效提高UHMWPE的導(dǎo)電性能，其逾滲閾值僅為0.25vol%（粒徑60μmUHMWPE）和0.50vol%（粒徑25μmUHMWPE）；相比小粒徑UHMWPE粉末，由大粒徑粉末所得復(fù)合材料具有更低的石墨烯導(dǎo)電愈滲閾值及更優(yōu)的導(dǎo)電性能。相關(guān)研究結(jié)果可為低缺陷石墨烯的高效制備及應(yīng)用提供重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。