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石墨烯在功能涂料中的應用

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石墨烯在功能涂料中的應用

發布日期：2019-10-21 作者： 點擊：

石墨烯是迄今為止發現的力學性能最好的材料之一，添加石墨烯到各種功能涂料中都能很大程度提高涂膜的力學性能。

石墨烯具有獨特的性能和潛在的應用前景，目前已成為全世界的關注焦點與研究熱點。此前，曾有科學家認為二維晶體在有限溫度下是不可能存在的，而如通過簡單的機械剝離高定向熱解石墨，便可制備得到二維單層石墨烯。英國曼徹斯特大學的教授AndreGeim和KonstantinNovoselov因在石墨烯領域的研究方面取得了開創性成果而榮獲2010年的諾貝爾物理獎。此后，石墨烯引起了科學家極大的興趣，并發現其在光、電、熱等方面均有獨特而優異的性能。石墨烯在納米復合材料、儲能材料、電子元器件及催化劑載體等領域已得到應用，且顯現出良好的應用前景。石墨烯電子遷移率高、熱穩定性好、導電性優異、硬度高等優點使其在涂料中獲得應用，并取得了較好的應用效果。本研究根據國內外研究成果，對石墨烯的制備、改性及其在涂料中的應用進行了概述，以期拓寬石墨烯的工業應用。

石墨烯的共軛結構導致其與水、有機溶劑以及聚合物的相容性較差，因而增加了其在涂料領域中的應用難度。為解決該問題，可在制備石墨烯的過程中先將GO功能化改性，再按需要進行還原。

非共價法修飾是將石墨烯與修飾劑相互作用(如氫鍵作用、靜電作用和π－π相互作用等)實現對石墨烯的改性，該法不破壞石墨烯的共軛結構，可保持其優異的導電性能。π－π相互作用可得到具有線－桿－線結構的石墨烯/PEG－OPE－PEG復合材料，桿是帶共軛結構的親油性低聚物，線則是親水性PEG，該復合材料在水和有機溶劑中都顯示出很好的相容性。

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