原位聚合法與溶液混合法制備石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料及其性能

馬　朗，　王國建,2,　戴進(jìn)峰

(1.同濟(jì)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海201804；2.先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804)

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原位聚合法與溶液混合法制備石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料及其性能

馬朗1，王國建1,2,戴進(jìn)峰1

(1.同濟(jì)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海201804；2.先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804)

摘要：利用化學(xué)氧化還原法制備出石墨烯。通過原位聚合法及溶液混合法制備出石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料，考察不同復(fù)合材料制備方法對(duì)其機(jī)械性能及導(dǎo)電性能的影響，并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行探討。結(jié)果表明，制備的石墨烯為二維的單層或寡層材料，加入到聚酰亞胺中能夠增強(qiáng)其機(jī)械性能及電導(dǎo)率。相比溶液混合法，采用原位聚合法時(shí)石墨烯在聚酰亞胺基體中分散更均勻，對(duì)其團(tuán)聚作用有更好的抑制作用，制備的復(fù)合材料性能更優(yōu)異。采用該法加入石墨烯的量為1.0 wt%時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到了132.5 MPa，提高了68.8%；加入量增加到3.0 wt%時(shí)，電導(dǎo)率達(dá)6.87×10-4S·m-1，提高了8個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)聚酰亞胺的性能有顯著的增強(qiáng)作用。

關(guān)鍵詞：石墨烯； 原位聚合法； 溶液混合法； 聚酰亞胺

1前言

石墨烯作為迄今為止最薄的二維材料，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、電學(xué)性能、光學(xué)性能及熱學(xué)性能，已成為當(dāng)今新材料研究的熱點(diǎn)[1-3]。聚合物材料具有易成型及成本低等特點(diǎn)而具有廣泛的應(yīng)用。然而，由于聚合物材料較低的力學(xué)性能、固有的絕緣性等特點(diǎn)不能滿足一些領(lǐng)域的應(yīng)用。利用炭納米材料改性及增強(qiáng)聚合物被認(rèn)為是十分有效的途徑[4-6]?！?br>