常州制备石墨烯复合材料管材

时间:2024年05月12日 来源:

随着我国经济的发展以及对于基础建设的大力推进,**、易施工、价廉的混凝土的用量日益增加,然而由于混凝土基体内部存在微裂缝和孔隙的缺陷,导致混凝土容易遭受一些腐蚀介质如氯盐、硫酸盐等的侵蚀,从而使混凝土构件的服役寿命缩短。利用纳米材料来提高混凝土结构的耐久性能已成为目前研究的重要内容。Wang95等研究发现当GO的添加量为0.02wt.%时,可使水泥基复合材料的28天抗压和抗折强度分别提高40.4%和90.5%,水泥基材料在3d龄期的放热量及放热速率下降50%,这在很大程度上减少了由于水泥水化热的作用导致温度应力而出现裂缝。可见GO的添加既能够增强水泥基的力学强度,又能够减小外界腐蚀因子对水泥的侵蚀,从而提高了水泥的耐久性能。石墨烯含有丰富的官能团,易于分散。常州制备石墨烯复合材料管材

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对氧化石墨烯的化学还原早在1962年就有过文献报道,Boehm等人发现片层氧化石墨能在碱性,水合肼,硫化氢或二价铁离子的条件下还原成只含少量H和O的碳纳米片层[49]。2007年,Ruoff等人系统的研究了水合肼对氧化石墨烯的还原,他们先将氧化石墨在水中进行超声剥离得到稳定分散的氧化石墨烯水溶液,再加入水合肼,并在80°C左右回流,发现随着反应的进行,许多黑色固体颗粒从溶液体系中沉淀下来。说明随着含氧基团的离去,石墨烯片层间的π-π共轭作用增强致使石墨烯在水中发生了不可逆的团聚[89]。这种团聚现象可以通过对氧化石墨烯的表面修饰得到控制,比如,Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸钠(PSS)后再进行还原,由于PSS与石墨烯的非共价作用,抑制了石墨烯的团聚,得到了稳定的单层石墨烯溶液[90]。随后,各种表面活性剂[91],共轭聚合物[92,93],共轭小分子[94,95]等也被用来非共价修饰还原石墨烯。还原氧化石墨烯之前对之进行共价改性也能抑制石墨烯的团聚,如Ruoff等人先用异氰酸苯酯对氧化石墨烯改性,再用二甲肼还原,同样得到稳定的石墨烯溶液[96]。用聚合物对氧化石墨烯进行共价改性后再还原也是目前常用的制备可溶性石墨烯的方法。福建合成石墨烯复合材料销售厂石墨烯防腐浆料中分散有少层石墨烯,且具有较高的稳定性。

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    随着工业生产和科学技术的发展,人们对导电材料提出了更新、更高的要求。目前,导电高分子材料的研究主要集中在碳系导电填料填充热塑性基体类上,而石墨烯[1](GNS)作为一种新型的单原子层碳材料,因其独特的结构对改善聚合物的力学性能、电性能和热性能等具有很大的潜力。GNS的制备方法主要有:化学气相沉积法[2,3]、外延生长法[4]和氧化还原法[5]等。相比而言,氧化还原法具有成本低、产率高等特点,有望成为规模化制备GNS的有效途径之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有极好的耐磨性,良好的耐低温冲击性和自润滑性。本文采用溶液混合、超声分散的方法制备了GNS/UHMWPE复合材料,发现GNS能均匀地分散到UHMWPE基体中;同时研究了GNS/UHMWPE复合材料的室温导电行为和阻-温特性。

除作为添加剂增强聚合物性能外,氧化石墨烯也可单独作为一种功能材料使用。如氧化石墨烯可作为活性吸附剂吸附废气,Bandosz课题组报道了氧化石墨烯对氨气有效的吸附。氧化石墨烯也同样在生物领域表现出了重要的应用价值,它能作为一种新型的分子探针有效地检测生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作为药物载体对阿霉素(DXR)的负载及可控释放,他们发现阿霉素通过π-π共轭作用吸附于氧化石墨烯上,并且通过调节体系的pH值可以对阿霉素的释放进行调控,证明了氧化石墨烯在药物控制释放领域的潜力。**近,Ruoff课题组开发了一种以氧化石墨烯为结构单元的新型类似于纸材料,他们通过将氧化石墨烯的水溶液在微孔滤膜上过滤,得到了这种氧化石墨烯纸。这种材料具有规整的互锁式排列结构,杨氏模量可高达40GPa,可有望广泛应用于电子元件,可控透气性膜等领域。常州第六元素拥有回收/循环氧化技术等自主知识产权。

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许多对聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究目的在于开发和利用碳纳米管出色的力学性能,同时对聚合物基体引入一些新的性能,比如导电性、导热性等。但是,尽管许多工作集中在聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究上,许多问题仍然存在。相比于碳纳米管,制备基于石墨烯的结构和功能体系更加可行,这是因为石墨烯具有更大的比表面积,更强的界面结合力,以及同样出色的物理性能。完美石墨烯的杨氏模量和断裂强度高达1TPa和130GPa[41],而制备复合材料**常用的改性及还原石墨烯的杨氏模量也可达到250GPa[57,58],高出一般的聚合物2~3个数量级,因此,在聚合物中加入改性或还原石墨烯同样能有效地增强聚合物的力学性能。石墨烯复合材料可用于注射和挤出成型制件,作为粒子材料应用于矿用管、给水管及汽车电器配件等领域。福建合成石墨烯复合材料销售厂

氧化石墨烯易于剥离成稳定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。常州制备石墨烯复合材料管材

氧化石墨烯(GO)纳米片表面存在亲水官能团,可以在水中形成稳定的悬浮液,对水泥基材料具有很高的亲和力,易于掺入水泥基材料中。目前,关于GO改性水泥复合材料的研究已经很多,国内外相关研究表明,GO对水泥基材料各项性能的影响非常***,GO的添加可以影响水泥基材料的水化过程,提升水泥基材料的力学性能和耐久性,GO还可以用于水泥基复合材料的功能相,提高水泥基材料的吸附性能、电磁屏蔽性能、导电性能等91-93,因此在水泥复合材料中具有很好的应用前景。常州制备石墨烯复合材料管材

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