論文開題：石墨烯的功能化及其聚苯乙烯復合體系原位制備研究

開題報告
論文開題：石墨烯的功能化及其聚苯乙烯復合體系原位制備研究

1，題目：
石墨烯的功能化及其聚苯乙烯復合體系原位制備研究

2，項目目的及意義：
隨著高分子材料應(yīng)用范圍不斷拓寬，導電高分子在能源、光電子器件、信息傳感器、分子導線和分子器件，以及電磁屏蔽、金屬防腐等愈來愈得到了廣泛應(yīng)用。
合成導電高分子材料的一種重要方法，就是在普通材料中摻雜高電導率的材料。導電填料的品種很多。（1）炭黑填充型，炭黑是天然的半導體材料，不僅原料易得，導電性持久穩(wěn)定，而且可以大幅度調(diào)整復合材料的電阻率。（2）金屬填充型，金屬是優(yōu)良的導體，采用金屬作為填料，尤其是將金屬纖維填充到基體高分子中，經(jīng)適當混煉分散和成型加工后，可制得導電性能優(yōu)良的復合材料，這種材料比傳統(tǒng)金屬材料質(zhì)量輕。（3）碳纖維填充型：碳纖維既具有碳素材料的固有特性，又具有金屬材料的導電性和導熱性，加入到樹脂中的短切碳纖維，相互搭接形成導電回路。（4）納米型導電高分子，導電高分子納米復合材料集高分子自身的特性與納米顆粒的功能性于一體，具有極強的應(yīng)用背景。
石墨烯
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數(shù)

2.2氧化石墨烯作為導電填料的研究現(xiàn)狀：
石墨烯是一種由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的炭質(zhì)材料（見圖2）。它具有已知材料中最強的硬度，以及超高的導電、導熱性能。
氧化石墨烯結(jié)構(gòu)如圖3，還原后的氧化石墨烯（RGO）據(jù)報道其導電率已經(jīng)可以達到35，100 S/m因而，RGO具備了作為導電材料填劑的巨大潛力。
目前氧化石墨烯與聚合物復合的方法主要有：溶液法，熔融混合法，原位聚合法等。本課題采用原位聚合法，用一種新型的表面活性劑作為萃取劑，將氧化石墨烯萃取到聚合單體中，使得到的聚合物含有較少的填充物但電阻大大下降。 圖3



2.3可聚合表面活性劑的研究現(xiàn)狀
乳液聚合中,表面活性劑的用量雖然很少,但它卻發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。它們對于乳膠粒子的成核,單體液滴和/或預聚體的乳化,以及聚合過程中聚合物粒子的穩(wěn)定性和貯存期間產(chǎn)品的穩(wěn)定性都是非常重要的。但是,它們也有不利的方面,即表面活性劑不是以牢固的共價鍵鍵合而只是吸附到聚合物材料上,在某些場合下,如凍融循環(huán),施以高剪切力等,表面活性劑容易從膠乳粒子表面解吸下來,使膠乳變得不穩(wěn)定,并且表面活性劑容易在膜中發(fā)生遷移,形成聚集體。為此人們探索了可聚合表面活性劑。
它是通過將雙鍵引入到表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中,使其在乳液聚合過程中通過_基聚合,將表面活性劑分子永久地鍵接到膠粒上。這類表面活性劑不僅具有常規(guī)表面活性劑的所有性質(zhì),如形成膠束和降低界面張力,且有著常規(guī)表面活性劑不可替代的優(yōu)勢。首先,表面活性劑的解吸將更加困難,穩(wěn)定性更好;第二,當膠乳成膜時,可聚合表面活性劑的使用可減少甚至抑制表面活性劑向膜表面或膜內(nèi)親水性領(lǐng)域的遷移;第三,部分包埋的表面活性劑可作為聚結(jié)劑改進所形成的膜的性能。
本課題選用的表面活性劑為甲基丙烯酰氧乙基十六烷基二甲基溴化銨。

3，研究內(nèi)容：
3.1實驗內(nèi)容：
1）氧化石墨烯的制備：運用Hummers法制備氧化石墨（Graphite O*ide，GO）（詳細制備方法課題組內(nèi)已成熟）。
2）氧化石墨與表面活性劑相互作用：
配置氧化石墨水溶液并配置0.01g/ml表面活性劑。將表面活性劑加入氧化石墨水溶液中，攪拌均勻，澄清溶液中，立刻出現(xiàn)可見粒子團聚。將混合液倒入分液漏斗中，加入苯乙烯。
質(zhì)量百分數(shù) 0.5% 1% 2% 3% 4% 5%
表面活性劑用量（ml） 10 20 40 60 90 90
氧化石墨烯用量（g） 0.18 0.36 0.72 ……（未完，全文共6083字，當前僅顯示2136字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：石墨烯的功能化及其聚苯乙烯復合體系原位制備研究》）