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石墨烯改性PVDF复合材料的结构和性能*

2020-09-11狄莹莹

合成材料老化与应用 2020年4期
关键词:力学性能改性复合材料

狄莹莹

(陕西工业职业技术学院 财经与旅游学院,陕西咸阳 712000)

聚偏氟乙烯(PVDF) 因其优异的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化,以及较好的压电性、介电性和热电性等特性,而被广泛应用于电子、电气、生物医药和化工管路设备等领域[1-4]。然而较差的热稳定性及绝缘性使PVDF 难以满足高速发展的高能传感器[5]、信息技术、智能材料等新兴的电子科技领域的要求。在机械管路使用时[6],由于PVDF 较差的力学性能限制了在机械设备管路中的应用,影响了PVDF 基材的应用范围[7]。因此对PVDF 基体在力学性能、导电性、热稳定性等综合性能的改性就显得尤为重要[8]。共混和共聚是最常用两种塑料改性方法,相比而言,共混改性更加方便、灵活、改性范围宽广,因此共混改性是PVDF 目前的最主要方法[9]。目前纳米填料、碳系纳米填料,其比表面积大、易成形导电通道,因此被作为常用共混填料,成为开发和研究新材料的有效手段 。

石墨烯是一种单层碳原子紧密地结合在一起形成的两维(2D)蜂窝晶格材料[10-15],2004 年,由安德烈·K·海姆[16]等首次发现,通过Ruoff[17]、Rafiee[18-19]、Tain[20]、Kim[21]等人研究得出,石墨烯具有优异的电学、力学及阻隔性能,可被广泛作为改性剂来改善其他材料的力学性能、导电性能等[22],成为国内外研究领域的热点材料,石墨烯片层作为聚合物的填料有极好的应用前景。

目前制备石墨烯/ 聚合物复合材料的共混方法主要有熔融共混法、溶液混合法和原位还原法。目前多采用原位还原法,但是存在石墨烯片层剥离不充分、填料用量较大的情况,因此制备出复合材料的导电性能和力学性能提高不大。……

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