聚丙烯腈接枝液晶态氧化石墨烯.docxVIP

设计（论文）阶段外文翻译及原文14届 纺织与材料工程学院 高分子材料专业题目：聚丙烯腈接枝氧化石墨烯的溶致液晶及其聚合而成的高强珍珠层仿生纤维原文出处:Lyotropic Liquid Crystal of Polyacrylonitrile-Grafted Graphene Oxideand Its Assembled Continuous Strong Nacre-Mimetic Fibers专业：材料科学与工程指导教师：张森学生姓名：万春晓班级学号：高分子102-18 2014年 4 月 10 日聚丙烯腈接枝氧化石墨烯的溶致液晶及其聚合而成的高强珍珠层仿生纤维Zheng Liu, Zhen Xu, Xiaozhen Hu, and Chao Gao*高分子合成与功能，教育部重点实验室，高分子科学与工程系，浙江大学，杭州310027，中国* S支持信息摘要：必威体育精装版发现，液晶态氧化石墨烯是一种新型的二维高分子，打开了石墨烯纤维通往高性能，整齐化的渠道。在这里，我们首次提到了聚合物接枝氧化石墨烯液晶及它的宏观组合和模拟复合。聚丙烯腈（PAN ）链通过一个简单的自由基聚合方法被共价地和均匀地接枝到氧化石墨烯表面。聚丙烯腈接枝氧化石墨烯成片展开充分分散在极性有机溶剂如二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSO)中，形成向列型和层状液晶增加浓度。在液晶的圆二色光谱中发现了强烈的信号，表明了聚丙烯腈接枝氧化石墨烯的溶致液晶的螺旋形的层状结构的形成。通过工业上认可的湿纺技术，肉眼可见的组合纤维不断的被聚丙烯腈接枝氧化石墨烯的溶致液晶纺制而成。聚丙烯腈接枝氧化石墨烯具有严格的分层结构，在珍珠层中可观察到类似“砖和水泥”的经典微观结构。仿生复合材料表现出优异的机械性能，拉伸强度为452MPa，杨氏模量为8.31 GPa，断裂伸长率为5.44％。这提供了制造连续，超强，坚韧仿生复合材料的一种新方法。引言石墨烯可以被视为一种新的基于碳的二维大分子。1??自2004年首次发现，由于其优异的机械，电学，热学和光学性质，石墨烯已经引起了科技界极大的兴趣。??12然而，由于石墨烯在普通溶剂的可访问温度下分散性较差，因此很难直接处理。另外，由于氧化石墨烯在水和极性有机溶剂中高度分散，以石墨烯为前体的氧化石墨烯很容易被还原成石墨烯。因此,各种聚合物?石墨烯复合材料已经通过以氧化石墨烯为基础进行溶液处理的方法制成了。此外，氧化石墨烯由资源丰富的石墨制成（全球石墨储量被认为是约77万吨，合成石墨的年产量估计达到150万吨）。氧化石墨烯的这些优点使它的规模化生产和由此产生的以石墨烯基材料可行和可持续。 最近，我们的研究小组发现， 氧化石墨烯可以在水和极性有机溶剂中形成向列型和层状液晶（ LCs） 。由于氧化石墨烯（GO）片在横向尺寸分布窄，还有拥有两个片状和螺旋特性的手性液晶（CLC）被发现。氧化石墨烯夜间液晶的发现铺设了通往高度有序，宏观组装石墨烯材料的道路。尤其是，通过湿纺氧化石墨烯液晶方得到了一种新型的高性能碳纤维——连续规整的石墨烯纤维。石墨烯纤维展现出了多种功能属性，如高机械强度，优良的柔韧性，和优良的导电性。这种液晶湿法纺丝方式已经扩展至构建带有聚合物功能化石墨烯基体的仿生纤维。由于其精细的砖加水泥(B M) 微结构，珍珠层仿生复合材料还显示出优于珍珠层的良好的机械强度 (158?200 MPa) 和出色的灵活性 （～1?3%的应变）。然而，聚合物接枝氧化石墨烯或石墨烯的液相色谱阶段从未被调查证实。此外，基于石墨烯的仿生纤维和薄膜的机械强度仍比氧化铝—壳聚糖和交联蒙脱石 - 聚（乙烯醇）（ MTM- PVA）（ 400兆帕）复合材料的低得多。因此，使基于石墨烯的聚仿生复合材料强度增加仍然是一个挑战。鉴于单片石墨烯大学超高机械强度（~130GPa），如果引入石墨烯片之间更大的互动，就可以得到强度更大的仿生纤维。因此，在这篇文章中，我们首次通过原位自由基聚合的方式合成了聚丙烯腈接枝氧化石墨烯片。聚丙烯腈接枝氧化石墨烯片高度分散在极性有机溶剂中，在低浓度下形成向列型液晶。当浓度增加时，聚丙烯腈接枝氧化石墨烯会演变成层状液晶相。方案1 。原理协议合成聚丙烯腈接枝氧化石墨烯及制作仿生纤维（i）聚丙烯腈接枝氧化石墨烯的基体的合成是聚丙烯腈在65?C的氧化石墨烯中保持48小时通过原位自由基聚合而成，然后重复离心，二甲基甲酰胺清洗。（ii）聚丙烯腈接枝氧化石墨烯在二甲基甲酰胺的层状相中预对准。（iii）分层组合连续聚丙烯腈接枝氧化石墨烯纤维通过湿法纺丝而成，且这种有聚丙烯腈接枝氧化石墨烯基体组成的超分子