石（shí）墨烯和碳納米管在（zài）矽橡膠中的應用

石墨烯（xī）和碳納米管在矽橡膠中的應用

石墨烯和碳（tàn）納米管（guǎn）在矽橡膠中的應用

當（dāng）將石墨顆（kē）粒,石墨烯1份和碳納米管2.5份協同配合時,體積電（diàn）阻率為（wéi）8.0×10~4Ω·㎝,並且協同效應使碳納米管（guǎn）沒有出現明顯（xiǎn）的（de）團聚現象,因此提（tí）出（chū）了碳納米管和石墨烯的協同（tóng）機理:石墨烯和碳納米管在矽（guī）橡膠的分散過程中,碳納米（mǐ）管與石墨烯接觸幾率要高於碳納米管自身的接觸,因（yīn）此,協力（lì）石墨（mò）棒（bàng）,碳納米（mǐ）管首先與石墨烯形成了氫鍵作用,阻止了碳納米管自身的團聚（jù）,得到了較好的分散。隨著（zhe）熱解時間增長,石墨烯的體積電阻率逐漸降低。采用溶液法將碳（tàn）納米管與矽橡（xiàng）膠複合後,滲（shèn）濾閾（yù）值為5份(質量份數),體積（jī）電阻率為4.21×10~6Ω·㎝,相對純矽橡膠下降了7個數量級,但碳納（nà）米管在矽橡膠基體中分散性很差,存在（zài）團聚（jù）現象。

石墨粉,石墨烯製備過程中工藝條件對石墨烯形態結構的影響,並研究了石墨烯和碳納米管及其協同效應對矽橡膠導電性能（néng）和力學性能的影響,提出了石墨（mò）烯和碳納米管的（de）協同效應可以顯著改變矽橡膠導電性能的協同機理。采用在（zài）開煉機上直接加入導電填料的方法（fǎ）與溶液法進行對比,碳納米管存在嚴重的團聚現象,沒有（yǒu）形成（chéng）有效地導電網絡,但（dàn）石（shí）墨烯/矽橡膠導電性變化（huà）不大。研究表明,氧化時間和（hé）氧化劑用量增（zēng）加後,石墨被氧化得更為充分,這為製備單層的石（shí）墨（mò）烯提供有（yǒu）利條件。熱解時間較短時製備的石墨烯（xī）,在二甲基甲酰胺(DMF)中能（néng）夠得到良好的分散,通過石墨烯留（liú）下的氧化基（jī）團還可以將其功能化。協（xié）力潤滑石墨棒,氧化石墨（mò）的製備可以不經過水洗步驟,它對石墨烯形態（tài）結構幾乎沒有影響（xiǎng）。同（tóng）樣用溶液法製備的石墨（mò）烯/矽橡膠複合材料滲濾閾值為2份,體積電阻率為1×10~5Ω·㎝,當石墨烯的用量為3份時,體積電阻率為7×10~3Ω·㎝,相對純矽橡（xiàng）膠（jiāo）樣則下降了（le）10個數量級,且石墨烯在矽（guī）橡膠（jiāo）中均（jun1）勻分布。熱解時間增長時,製備的石墨烯可以獲得較好的（de）導電性能,熱解時間為40min時為0.01Ω·㎝。說明石墨烯通過開煉機直接（jiē）加入到矽橡膠中也（yě）可以得到與溶液法相似的電性能,因此有望將其（qí）工業化應用。

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