聚脲_氧化石墨烯复合材料的制备及性能研究.docVIP

 聚脲/氧化石墨烯复合材料的制备及性能研 究 胡人皓，杨晋涛，陈枫，钟明强** 5 10 15 20 25 30 （浙江工业大学化材学院，杭州 310014） 摘要：近年来，石墨烯因为具有良好的物理和化学性能，已成为复合材料的一个重要研究方 向。本文采用 Hummers 法制备得到氧化石墨烯（GO），通过异氰酸苯酯对 GO 进行有机化改 性得到能够在 DMF 中均匀分散的石墨烯材料，将改性后的氧化石墨烯材料采用原位聚合的方 法引入到聚脲材料中得到聚脲/氧化石墨烯复合材料。采用红外、透射电镜等对氧化石墨烯 以及改性后的氧化石墨烯（iGO）进行表征，结果表明氧化石墨烯多以单片形式存在，经异 氰酸苯酯改性后能够较均匀的分散在 DMF 中。采用扫描电子显微镜、TEM 等考察了复合材料 的微观形貌，发现改性后氧化石墨烯片层能够较均匀的分散在聚脲基体中，均匀分散的氧化 石墨烯片层一定程度上提高了聚合物基体材料的玻璃化转变温度、耐热性能以及力学性能。 关键词：石墨烯；氧化石墨烯；复合材料；聚脲 中图分类号：TQ323.8 Synthesis and Properties of Polyurea/Graphene oxide composites Hu Renhao, Yang Jintao, Chen Feng, Zhong Minqiang (College of chemical Engineering and Materials Science,Zhejiang University of Technology,Hangzhou,310014) Abstract: Recently, as a new form of carbon, graphene sheets which show excellent physical and chemical properties have become an interesting direction in the research. Graphene oxide (GO) was prepared by oxidation of graphite using the Hummers method and modified by phenyl isocyanate (iGO). Modified GO can disperse well in DMF solution and blend with polyurea to prepare polyurea/iGO composites by situ polymerization. The composites were characterized by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Transmission Electron Microscope (TEM). FT-IR and TEM indicated that GO mainly exist in the form of single layer and modified GO sheets can disperse well in DMF. The microstructure of composites was characterized by using SEM and TEM. It is clear that modified GO disperse well in polyurea, which can improve glass transition temperature, mechanical properties and thermal stability of composites within a certain range. Key words: graphene; graphene oxide; composites; polyurea 35 0 引言 多年来，碳纳米管一直被认为是一类性能优异的纳米填料用以增强聚合物材料的力学性 能[1-2]及赋予其导电性能[3-4]。几乎所有的聚合物材料都被尝试用于制备聚合物/碳纳米管复合 材料。如今，随着石墨烯[5-7]的问世，这种由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的 40 碳质新材料表现出了极好的结晶性及电性能[8-9]，还被认为是世界上目前最坚硬的材料，同 时与碳纳米管相比，其制备来源广泛、成本低廉，因此被认为是比碳纳米管具有更广泛应用 前景的新一代功能性填料。但是到目前为止，人们制备的聚合物/石墨烯复合材料种类并不 作者简介：胡人皓（1988）  男  研究生 聚脲/氧化石墨烯复合材料的制备 通信