PS/POE/功能化石墨烯纳米复合材料的制备和性能研究*
2014-05-21李丝丝蔺海兰何飞雄
弹性体 2014年6期
李丝丝,周 强,谭 禅,蔺海兰,何飞雄,卞 军
(西华大学 材料科学与工程学院,四川 成都 610039)
石墨烯(Graphene,GN)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的单层片状结构的新材料,是目前世界上最薄却也最坚硬的纳米材料[1]。当前,将GN与聚合物复合制备高性能聚合物基纳米复合材料已成为GN研究和应用的热点[2-3]。因为GN的加入可以有效提高聚合物基体的力学(如抗拉强度、冲击韧性、抗老化强度等)、热学和导电性能而被看作是聚合物基复合材料理想的增强体。
聚苯乙烯(PS)是一种重要的热塑性塑料,因其具有透明性高、阻燃性[4]和易于加工成型等优良性能而获得了广泛的应用。但PS的质硬面脆、冲击性能差的缺点,限制了其在某些领域的应用,特别是PS的不导电性能限制了其在电子、电气领域的应用。因此,为了扩展PS的应用范围,对PS的改性一直是PS应用研究的热点。传统的研究主要集中于改善其抗冲击性能和热稳定性能等方面。近年来,对PS导电、导热性能的改善是制备功能化PS功能复合材料的主要趋势。Wang等[5]的研究结果表明:在聚合物中添加5%(质量分数)的GN后,聚合物/GN复合材料的导热系数较聚合物基体提高了4倍。Wang等通过原位乳液聚合的方法合成了GN/PS复合材料薄膜,并研究了GN的含量对基体PS的机械性能、导电性能及热稳定性能等方面的影响。结果表明:复合薄膜的导电性能以及热稳定性能都得到了提高,GN显示出很好的补强效果[6]。Zhang等[7]利用熔融共混制备了聚对苯二甲酸/GN复合材料,发现GN的填充大大提高了复合材料的电导率,含有3.0% (体积分数)GN的复合材料电导率可以达到2.11 S/m。……
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