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解决石墨烯粉体均匀分散难题与分散剂的选择

石墨烯大的比表面积往往使其团聚在一起,不仅降低了自身的吸附能力而且影响石墨烯自身优异性能的发挥,从而影响了石墨烯增强复合材料性能的改进。况且,这种团聚是不可逆的,除非施加外力,如超声和强力搅拌,使其均匀分散。


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石墨烯在基体中的均匀分散[方法主要包括物理分散及化学分散两大类,这里主要介绍原位聚合法、石墨烯的功能化(共价键功能化和非共价键功能化)、石墨烯改性和其他改性方法等。


1. 1 原位聚合法


原位聚合法就是先将纳米粒子在单体中均匀分散,然后再用引发剂引发聚合,使纳米粒子或分子均匀地分散在聚合物基体上并且形成原位分子聚合材料。原位聚合法也有它的局限性,就是无机纳米材料与所选用的原料必须有较好的相容性,为找到这一种合适的溶剂来同时溶解原料和无机材料,必然会增加研究时间和成本,还会造成环境的污染。除此之外石墨烯的加入会增大聚合物的黏度,使得聚合反应变得更加的复杂。


1. 2 石墨烯的功能化


功能化后的石墨烯能够在基体中均匀分散,有助于石墨烯作为增强体优良性能的发挥。但是经过共价键功能化的石墨烯也存在一些比较明显的不足。在对石墨烯进行共价键修饰的同时会破坏石墨烯的本征结构,改变石墨烯本身特有的化学和物理性质。


1. 3 对石墨烯粉体进行改性


有稳定苯环结构的石墨烯,它的化学稳定性高,表面呈现出一种惰性的状态,与其他介质之间的相互作用很弱,并且石墨烯的各片层之间存在着很强的分子间作用力,导致片层很容易堆叠在一起,分散开来就比较困难。


1. 4 在石墨烯浆料中添加分散剂


石墨烯分散剂

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随着改性的进一步发展,通过向石墨烯中添加石墨烯分散剂的方法也逐渐引起了科研工作者的注意和研究。以聚乙烯醇(PVA)为分散剂使石墨烯在溶液中更加地分散。他发现,在所制得的复合薄膜中PVA长链包裹着石墨烯片层,两相结合得非常紧密,使得石墨烯均匀分散在溶液中,相对于其它石墨烯的分散方法,添加分散剂,成本更低而且效率更高。


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标签:石墨烯分散剂,分散剂,石墨烯粉体分散剂

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