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石墨烯在功能涂料中的应用

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石墨烯在功能涂料中的应用

发布日期：2019-10-21 作者： 点击：

石墨烯是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一，添加石墨烯到各种功能涂料中都能很大程度提高涂膜的力学性能。

石墨烯具有独特的性能和潜在的应用前景，目前已成为全世界的关注焦点与研究热点。此前，曾有科学家认为二维晶体在有限温度下是不可能存在的，而如通过简单的机械剥离高定向热解石墨，便可制备得到二维单层石墨烯。英国曼彻斯特大学的教授AndreGeim和KonstantinNovoselov因在石墨烯领域的研究方面取得了开创性成果而荣获2010年的诺贝尔物理奖。此后，石墨烯引起了科学家极大的兴趣，并发现其在光、电、热等方面均有独特而优异的性能。石墨烯在纳米复合材料、储能材料、电子元器件及催化剂载体等领域已得到应用，且显现出良好的应用前景。石墨烯电子迁移率高、热稳定性好、导电性优异、硬度高等优点使其在涂料中获得应用，并取得了较好的应用效果。本研究根据国内外研究成果，对石墨烯的制备、改性及其在涂料中的应用进行了概述，以期拓宽石墨烯的工业应用。

石墨烯的共轭结构导致其与水、有机溶剂以及聚合物的相容性较差，因而增加了其在涂料领域中的应用难度。为解决该问题，可在制备石墨烯的过程中先将GO功能化改性，再按需要进行还原。

非共价法修饰是将石墨烯与修饰剂相互作用(如氢键作用、静电作用和π－π相互作用等)实现对石墨烯的改性，该法不破坏石墨烯的共轭结构，可保持其优异的导电性能。π－π相互作用可得到具有线－杆－线结构的石墨烯/PEG－OPE－PEG复合材料，杆是带共轭结构的亲油性低聚物，线则是亲水性PEG，该复合材料在水和有机溶剂中都显示出很好的相容性。

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